tech-2023_02(107)

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Как видно из рисунка 2, время реакции очень Это связано с усилением параллельных реакций важно для процесса синтеза, и определение опти- (например, сшивки, фрагментации, межмолекуляр- мальной температуры имеет решающее значение. ного взаимодействия и др.), что приводит к снижению Реакцию проводили при различных соотношениях основных свойств добавки, то есть эффективности исходных реагентов (полиакрилонитрил:сульфит пластификации. натрия:формалин: а-1:1:1; б-2:1:2; в-1:2:1; г-2:1:1). После начала реакции выход реакции увеличивался Вывод. Таким образом, при получении комп- пропорционально увеличению времени реакции до лексной добавки на основе полиакрилонитрила : 40 мин. При каждом выбранном соотношении выход сульфита натрия : формалина, были определены реакции увеличивается, а продолжительность реакции оптимальные условия её получения: соотношение имеет почти одинаковый эффект для каждого количества исходных реагентов 2:1:2, температура соотношения. Увеличение времени реакции свыше реакции 90 °С, время реакции 40 минут, при соблю- 40 минут не оказало положительного влияния на дении данных условий выход реакции составляет 96%. выход реакции. Исходя из этого, время реакции Продукт реакции, полученный при этих условиях, составляет 40 минут, а выход реакции при этом обладает очень хорошими пластифицирующими свой- составляет 96%. Если время реакции превышает ствами при производстве геополимерных и бетонных 40 минут, качество продукта реакции ухудшается. изделий. Список литературы: 1. Саввина Ю.А., Высокопрочные бетоны с добавками суперпластификаторов [Текст] / Ю.А. Саввина, Ю.В. Щербак // Исследование и применение бетонов с суперпластификаторами.-М: НИИЖБ, 1982 г. С. 28-32. 2. Чернышов Ю.П., Опыт производства и применения в технологии бетона суперпластификатора \"Дофен\" [Текст] / Ю.П. Чернышов, Л.А. Козлова, В.П. Рейниш // Химические добавки для бетонов - М: НИИЖБ, 1987 г.- С. 47-54. 3. СП 311.1325800.2017 Бетонные и железобетонные конструкции из высокопрочных бетонов. Правила проектирования. – М.: Стандартинформ, 2018. – 16 с. 4. Дребезгова М.Ю. Влияние суперпластификатора sikaplast 2135 на реологические свойства гипсоцементных паст / М.Ю. Дребезгова, Н.В. Чернышева, А.С. Евсюкова, Д.Н. Кладиева // Фундаментальные основы строительного материаловедения. – 2017. – С. 211–217. 5. Исмоилов Ф.С., Каримов М.У., Джалилов А.Т. Влияние синтезированного суперпластификатора на основе отходов пиролизного процесса на физико-механические свойства цементного камня // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14560 6. Каримов М.У., Джалилов А.Т., Самигов Н.А. Изучение ИК спектров и влияние на свойства цементных систем пластифицирующих добавок на основе ацетоноформальдегидной смолы // Узбекский химический журнал–Ташкент. 2015 г.- № 4.–С. 41-46. 7. Каримов М.У., Джалилов А.Т., Самигов Н.А. Изучение и сравнение влияния Na-поликарбоксилатов на физико- механические свойства цементных систем//Universum: Химия и биология: электрон.научн. журн. 2014г. № 1 (2). 8. Каримов М.У., Джалилов А.Т. Изучение свойств цементного камня при добавлении полученных пласти- фицирующих добавок// Узбекский химический журнал–Ташкент. 2014 г.–№1.–С. 64-67. 9. Каримов М.У., Джалилов А.Т., Самигов Н.А. «Изучение влияния сополимеров Na-метакриловой кислоты и изобутилового эфира метакриловой кислоты на физико-механические свойства цементных систем» «Новые полимерные композиционные материалы» Материалы X международной научно-практической конференции. Нальчик 2014. 122-125 с. 38

№ 2 (107) февраль, 2023 г. DOI - 10.32743/UniTech.2023.107.2.15071 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУЧЕННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИОЛЕФИНОВ И ДВУКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ФОСФАТОВ МЕТАЛЛОВ Умаров Шухрат Шарифович докторант, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Тураев Хайит Худайназарович д-р хим. наук, проф., Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Джалилов Абдулахат Туропович академик, д-р хим. наук, проф., директор ООО «Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии», Республика Узбекистан, г. Ташкент BASED ON POLYOLEFINS AND DICENTRATED METAL PHOSPHATES Shukhrat Umarov Doctoral student of Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Hayit Turaev Dr. chem. sciences, professor, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Abdulakhat Jalilov Academic, Dr. sciences, professor, Director of Tashkent Scientific Research LLC Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ На сегодняшний день спрос на нанокомпозиты в химической промышленности составляет большую часть их производства. Несмотря на небольшую долю наноразмерных частиц в химической промышленности, спрос на модификаторы растет с каждым днем. Это связано с их высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами, их устойчивостью к агрессивным средам и способностью использоваться в широком диапазоне тем- ператур. Поэтому получение полимерных материалов на основе металлсодержащих соединений и их применение в практике являются еще более важным. ABSTRACT Today, the demand for nanocomposites in the chemical industry accounts for most of their production. Despite the small share of nanoscale particles in the chemical industry, the demand for modifiers is growing every day. This is due to their high physical, mechanical and operational properties, their resistance to aggressive environments and their ability to be used in a wide temperature range. Therefore, the preparation of polymeric materials based on metal-containing compounds and their application in practice is even more important. __________________________ Библиографическое описание: Умаров Ш.Ш., Тураев Х.Х., Джалилов А.Т. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУЧЕННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИОЛЕФИНОВ И ДВУКОНЦЕНТРИ- РОВАННЫХ ФОСФАТОВ МЕТАЛЛОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 2(107). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15071

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Ключевые слова: полипропилен, полиэтилен, никель, цинк, железо, кобальт, алюминий, модификация, температура деформации под воздействием груза. Keywords: polypropylene, polyethylene, nickel, zinc, zinc, cobalt, aluminum, modification, temperature deformation under air. ________________________________________________________________________________________________ Введение. В мире наночастицы, полученные из реакционно-активных модификаторов для мине- производных многоосновных кислот, представляют ральных модификаторов микро- и наноразмеров, особый интерес для разработки наполнителей, пласти- добавляемых в полимеры; модификация полимеров фикаторов, добавок, модификаторов и антипиренов. с помощью дисперсных частиц [6]. Модификация ПП Полиолефиновые термоэластопласты и композиции путем введения различных добавок позволяет суще- на основе полярных полимеров находят широкое ственно изменить свойства базового полимера, регу- применение в различных областях техники: транс- лировать его технологические и эксплуатационные портное строительство, изоляция электрообору- свойства. В частности, для направленного улучшения дования, гидроизоляция [1]. Для улучшения физико-химических свойств ПП в настоящее время технологических свойств и некоторых эксплуатаци- широко применяются методы модификации, заклю- онных показателей в данные композиции целесооб- чающиеся в создании новых композитных материалов. разно вводить наполнители. При этом, как правило, Подбор модификатора, его содержание в зависимости ухудшается эластичность. Это объясняется многими от природы полимера является одним из наиболее факторами, в частности недостаточной межфазной доступных и дешевых способов получения полимер- адгезией на границе раздела полимерная матрица – ного материала с изменяющимися в широком диапа- наполнитель [5]. Таким образом, актуальной задачей зоне характеристиками и свойствами [10]. полимерной технологии является улучшение взаимо- действия полимеров с наполнителями. В полимерной Экспериментальная часть. Химическая моди- науке и технологии проблему введения наполнителей фикация полипропилена и полиэтилена, то есть в композиции решают использованием аппретов, направленное изменение его физических, механиче- которые химически взаимодействуют с наполнителем ских или химических свойств введением в макро- и полимером, а также введением адгезионных доба- молекулу новых функциональных групп, сшиванием вок, улучшающих смачиваемость наполнителя [3]. или сополимеризацией, представляет большой ин- В данной работе решалась проблема улучшения меха- терес с научной и практической точки зрения [9]. нических свойств наполненных смесей полиэтилена, полипропилена и полиамида с металлсодержащими Введение модифицирующих добавок существен- соединениями. Целью работы является улучшение но изменяет свойства наполненного полимерного механических свойств наполненных полиолефиновых материала. Основным параметром, определяющим термоэластопластов на основе полиэтиленов, поли- свойства полимерных композиционных материалов, пропиленов и полиамидов и фосфатов металла. является концентрация наполнителя. Концентрация Разработку исследований полученных материалов оказывает особое влияние на физико-механические вели на основе полипропилена, содержащего нано- характеристики полимерных композитов и техноло- размерные модификаторы, оказывающие влияние гию переработки исходных полимеров. В качестве на надмолекулярную упаковку макромолекул поли- полимера выбран полиэтилен низкого давления мера и таким образом на его физико-механические марки ПЭ, ПП и ПА, в качестве наполнителей – характеристики [4]. оксиды алюминия, никеля, кобальта, железа и цинка. Для нахождения оптимальной концентрации напол- Методика исследования. Научное обоснование нителей, обеспечивающих наилучшие сочетания следующих решений по производству автомобильных механических свойств получаемых композитов и и бытовых пластмассовых деталей на основе новых технологических параметров процесса их перера- композиционных материалов: выбор различных ботки, были получены и исследованы пять видов полиэтилена, концентрация наполнителя в которых изменялась от 1 до 5% (табл. 1–3). Таблица 1. Физико-механические свойства полученных композиционных материалов на основе полиэтилена Параметры Стандарты HDPE- ПЭ+ ПЭ+ ПЭ+ ПЭ+ ПЭ+ Модуль упругости, МПа J2210 5% Cо 5% NiО 5% FeО 5% ZnO 5% Аl2О3 ASTM D790 1100 1260 1310 1350 1300 1200 Удлинение, % ASTM D638 300 300 300 300 300 300 Сила упругости, МПа ASTM D638 22 22 22 25 22,5 22 Ударная вязкость по Изоду с/н, ASTM D256 4 5 4 5,1 4,5 4,7 при +23 °С, кДж/м2 40

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Параметры Стандарты HDPE- ПЭ+ ПЭ+ ПЭ+ ПЭ+ ПЭ+ J2210 5% ZnO 5% Аl2О3 5% Cо 5% NiО 5% FeО 3 Ударная вязкость по Изоду с/н, ASTM D256 3,1 3,1 3,2 3,1 3,1 72 при –30 °С, кДж/м2 Прочность при растяжении, МПа ASTM D648 87 80 84 87,5 87,8 Усадка 24соат, % ASTM D955 1,5 1,35 1,35 1,35 1,45 1,50 Скорость горения УЛ-94 мм 45 Толщина ≤40 ≤40 ≤40 ≤40 ≤40 образцов 3,2 мм Таблица 2. Физико-механические свойства полученных композиционных материалов на основе полипропилена Параметры Стандарты ПП- ПП+ ПП+ ПП+ ПП+ ПП+ Модуль упругости, МПа ASTM D1238 JM350 5% Аl2О3 5% NiO 5% Со 5% Fe2O3 5% ZnO 1100 1270 1300 1180 1310 1355 Удлинение, % ASTM D790 100 95 95 100 96 98 Сила упругости, МПа ASTM D638 24 26 25 25 25 24 6,5 Ударная вязкость по Изоду с/н, ASTM D638 3 6,4 6,2 6,1 6,4 6,51 45 при +23 °С, кДж/м2 1,2 Ударная вязкость по Изоду с/н, ASTM D256 45 3 3,2 2,8 3,4 3,33 при –30 °С, кДж/м2 Прочность при растяжении, МПа ASTM D256 47 46 48 50 50 Усадка ASTM D648 1,05 1,05 1,05 1,15 1,6 24соат, % Толщина ≤40 ≤40 ≤40 ≤40 ≤40 Скорость горения УЛ-94 мм образцов 3,2 мм Как видно из табл. 1 и 2, указанные выше под нагрузкой повысилась до 72–87,8 °С. Также механические свойства композита увеличиваются видно, что модуль упругости полипропилена увели- с увеличением процентного содержания металлов. чился с 1100 до 1350 МПа, а температура выдержки Установлено, что модуль упругости увеличился под нагрузкой увеличилась до 45–50,0 °С [8]. с 1100 до 1300 МПа при добавлении в чистый поли- этилен 5% оксида цинка, а температура выдержки Допуск на поковку по 3,25 Изоду, кДж/м 3,2 3,15 3,1 3,05 3 2,95 0 1 2 Модифика3тор 5% 4 5 6 Рисунок 1. Зависимость количества модификатора от ударной вязкости композиционных материалов: 1 – ПП; 2 – ZnО; 3 – NiО; 4 – Cо; 5 – Al2О3 Модификация полиамидов, таких как полио- После наполнения полиамида-66 фосфатами ме- лефины, улучшает их свойства. Изделия из ПА-66 таллов было отмечено повышение стойкости изде- с наполнителем из фосфатов металлов обладают лий из них к механическим деформациям и нагреву. стабильными физико-механическими свойствами, вы- В таблице ниже представлены физико-механические сокой стойкостью к деформациям, свойствами, ме- свойства ПА, наполненного фосфатами металлов [2]. нее изменчивыми под воздействием температуры и влажности. 41

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Таблица 3. Физико-механические свойства полученных композиционных материалов на основе полиамида-66 Параметры Стандарты ПА-66 ПА+ 5% Fe ПА+ 5% Со ПА+ 5% Pb ПА+ 5% Cu 2900 Модуль упругости, МПа ISO 178 6470,8 6340,2 4750,6 4879,2 20 Удлинение, % ISO 527-2 24 20 21 21 20 6 Сила упругости, МПа ASTM D638 6 26 26 25 25 220 Ударная вязкость по Изоду с/н, ISO 180/1A 0,85 7 7,5 8 7,8 при +23 °С, кДж/м2 10 Ударная вязкость по Изоду с/н, ISO 180/1A 10,74 13,38 11,65 10,04 при –30 °С, кДж/м2 Прочность при растяжении, МПа ISO 75-2 230 240 250 240 0,9 0,91 1,04 1,13 Усадка 24соат, % ASTM D955 Скорость горения УЛ-94 мм 7878 Толщина образцов 1,6 мм Как видно из таблицы 3, к свойствам ПА после связывания соединений металлов, а при добавлении введения наполнителей относятся модуль упругости металлов в различных пропорциях упругая прочность (от 2900 до 6470 МПа), удлинение (от 20 до 21%), увеличивается до 1–3%. Это означает, что увеличение температура изгиба под нагрузкой (от 220 до 250 °С) содержания солей металлов не влияет на ударную и усадка в течение 24 часов (с 0,85% до 1, до 13%), вязкость композита. Высокая эластичность может можно наблюдать увеличение толерантности пульса быть достигнута при добавлении 2 количеств напол- с 6 до 13,38 кДж [7]. нителей – 3 мас.%. Таким образом, включение фосфатов металлов в состав полимеров увеличивает их вязкость за счет Список литературы: 1. Айзинсон И. Химически активные добавки / И. Айзинсон, А. Екимов // Пластик. – 2008. – № 7. – С. 34–39. 2. Влияние наполнителей физико-механических свойств композиционных материалов на основе полипропилена / Ш. Умаров, П. Тожиев, Х. Тураев, А. Джалилов // Научный вестник НамГУ. – 2021. – № 9. 3. Дерягин Б.В., Жеребков С.К. Смачивание минеральных наполнителей каучуками общего назначения // Жур- нал прикладной химии. – Т. 1, № 2. – С. 122–129. 4. Изучение физико-механическиx свойств высоконаполненных полиэтиленовых композиций / П.Ж. Тожиев, Б.А. Нормуродов, Х.Х. Тураев, Ф.Н. Нуркулов [и др.] // Universum: химическая технология: электронный научный журнал. – 2018. – № 2 (47). – С. 62–65. 5. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах. – Киев, 1986. – 260 с. 6. Тураев Э.Р., Джалилов А.Т. Микро- и нанокомпозиционные материалы на основе полиолефинов: монография. – Ташкент : Fan va texnologiyalar Markazining basmaxonasi, 2017. – С. 1–90. 7. Умаров Ш., Касимов Ш., Джалилов А. Наполнитель для получения полимера на основе металлоорганических соединений // Universum: технические науки: электрон. научный журнал. – 2022. – № 5 (98). 8. Structure and properties of polymers nad been filled witn bivalent metal phosphates / S.S. Umarov, P.J. Tojiyev, H.K. Turaev, A.T. Jzhalilov // Impact Factor: ISRA (India) = 6.317 Word journal advanced chemistry. – Philadel- phia, USA, 2021. 9. Umarov Sh.Sh., Turaev X.X., Djalilov A.T. Improving the properties of polymers for the modification of oxides of metal oligomeric modifiers // Universum: Chemistry and biology: high-molecular-weight compounds. Scientific journal. – 2021. – № 9 (87). 10. Umarov Sh.Sh., Turaev X.X., Djalilov A.T. Modification of polyolefins with metal oxidative oligomeric modifiers // Universum: Chemical technology: electronic scientific journal. – 2021. – № 2 (83). 42

№ 2 (107) февраль, 2023 г. DOI - 10.32743/UniTech.2023.107.2.15077 ТЕРМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИЦИЙ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА С АНТИПИРЕНАМИ Хайдарова Гулрух Собировна докторант Навоийского государственного горно-технологического университета, Республика Узбекистан, г. Навои Е-mail: [email protected] Мухиддинов Баходир Фахриддинович д-р хим. наук, профессор Навоийского государственного горно-технологического университета, Республика Узбекистан, г. Навои Е-mail: [email protected] Жураев Илхом Икромович доц. Навоийского государственного горно-технологического университета, Республика Узбекистан, г. Навои Е-mail: [email protected] Нуркулов Файзулло Нурмуминович начальник отдела технологии Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] THERMAL CHARACTERISTICS OF COMPOSITIONS OF POLYVINYL CHLORIDE WITH FLAME RETARDANTS Gulrukh Khaydarova PhD student of Navoi state university of mining and technology, Republic of Uzbekistan, Navoi Bakhodir Mukhiddinov Professor of Navoi state university of mining and technology, Republic of Uzbekistan, Navoi Juraev Ilkhom Assistant professor of Navoi state university of mining and technology, Republic of Uzbekistan, Navoi Fayzulla Nurkulov Head of Technology Department, Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: ТЕРМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИЦИЙ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА С АНТИПИРЕНАМИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Хайдарова Г.С. [и др.]. 2023. 2(107). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15077

№ 2 (107) февраль, 2023 г. АННОТАЦИЯ Приводятся результаты исследования термостабильности композиций поливинилхлорида с антипиренами дериватографическим методом. Определены потеря массы, скорость разложения и израсходованная энергии для разложения, также определены температуры начала разложения, температуры 10,0; 25 и 50 - % ной потери массы исходного и композиций поливинилхлорида c антипиренами. Установлено, что с увеличением содержания анти- пирена возрастает термостабильность композиций поливинилхлорида. ABSTRACT The results of the study of compositions of polyvinyl chloride with flame retardants by the derivatographic method are presented. The mass loss, the decomposition rate and the energy of the energy expended for decomposition were determined, the temperatures of the beginning of decomposition, the temperatures of 10.0; 25 and 50 - % weight loss of the original and polyvinyl chloride compositions. It has been established that with an increase in the content of the flame retardant, the thermal stability of polyvinyl chloride compositions increases. Ключевые слова: поливинилхлорид, дериватография, антипирен, концентрация, потеря массы, скорость разложения, композиция, температура начала разложения, экструдер. Keywords: polyvinyl chloride, derivatography, flame retardant, concentration, weight loss, decomposition rate, composition, temperatures onset of decomposition, extruder. ________________________________________________________________________________________________ Среди синтетических полимеров особое место Антипирены готовили следующим образом: не- занимает поливинилхлорид (ПВХ), по объему выпуска обходимые количества ПВХ с 30 масс.% ДОФ и (96 он занимает четвертое место после полиэтилена, поли- мас.% мочевины + 4 масс.% аммофоса) механически этилентерефталата и полипропилена [1-3]. смешивали и получали соответствующие концен- Для улучшения физико-химических и механических трации антипирена. свойств: пластичности, горючести, снижения темпе- ратуры переработки добавляются различные моди- Композиции готовили в одночервячном экс- фикаторы, такие как термостабилизаторы [4-6], трудере пропусканием необходимого количества пластификаторы [7,8], антипирены [9,10] и другие механической смеси ПВХ с антипиренами при тем- добавки. ПВХ относится к трудногорючим полимерам пературе 170-1900С. Для улучшения гомогенности (КИ=47%). Известно, что в процессе переработки компонентов композиции смесь пропускали через ПВХ добавляются различные модификаторы, которые экструдер 2-3 раза [11-15]. снижают горючесть ПВХ кислородного индекса (КИ) до 20% , поэтому для повышения огнестойкости Дериватографический анализ образцов проводили материалов на основе ПВХ добавляются антипирены. на приборе DTG-60/(SHIMADZU) в интервале темпе- Добавление антипиренов по различному влияет на ратур 30-700оС со скоростью нагрева 5 град/мин. термостабильность ПВХ. Поэтому исследование термических характеристик композиций поливинил- Результаты и их обсуждение. Исследованы мето- хлорида с антипиренами является актуальной задачей дом дериватографии термические характеристики для полимерных композиционных материалов. разработанных огнестойких композиций на основе поливинилхлорида. На рис. 1 приведены результаты Объекты и методы исследования. Объектом анализа динамических термогравиметрических кри- исследования служил ПВХ, полученный полимериза- вых (ДТГА) и дифференциальной сканирующей ка- цией винилхлорида водно-суспензионным методом лориметрии (ДСК) поливинилхлорида и его ком- в присутствии гетерогенного катализатора хлорида позиции с антипиреном. ртути пропитанного активированным углем. 44

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Рисунок 1. Дериватограмма исходного поливинилхлорида (ПВХ+30,0 масс.% ДОФ ) (1-кривая ДТГА;2-кривая ДСК) Анализ результатов исследования кривых ДТГА Разложение начинается, в основном, при 150 0С рис. 1 (кривая 1) и табл.1 показывает, что кривая у исходного поливинил-хлорида (ПВХ), при этом состоит, в основном, из двух сигмоидов, которые в потеря массы составляет 4,16 масс.%, со скоростью процессе происходят в две стадии. Первая стадия 2,02 мг/мин. С возрастанием температуры возрастает происходит в интервале температур от 100оС до скорость разложения исходного полимера. 300оС, при этом потеря массы составляет 42,19 % . Вторая стадия происходит в интервале температур Интенсивное разложение поливинилхлорида, от 300оС до 600оС, при этом потеря массы составляет в основном, происходит после 2000С и достигается максимума при 300- 350 0С, при этом потеря массы 98,88 %. составляет у ПВХ 13,04 масс.% и 64,25 масс.%, а скорость разложения составляет 5,18 мг/мин и 5,22 мг/мин, соответственно. Рисунок 2. Дериватограмма огнестойких композиций поливинилхлорида с 10 масс.% смеси антипиренов (96 % мочевина+4,0 % аммофос) (1-кривая ДТГА;2-кривая ДСК) 45

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Разложение начинается, в основном, при 150 0С а скорость разложения составляет 5,18 мг/мин и у исходного поливинил-хлорида (ПВХ), при этом 5,22 мг/мин, соответственно. потеря массы составляет 4,16 масс.%, со скоростью 2,02 мг/мин. С возрастанием температуры возрас- Сравнения результатов исследования табл. 1 тает скорость разложения исходного полимера. показывают, что введение в состав ПВХ антипирена, термостабильность композиции возрастает (рис.2). Интенсивное разложение поливинилхлорида, Например, у композиций поливинилхлорида содер- в основном, происходит после 2000С и достигается жащие 5,0; 10,0; 20,0; 30,0 масс.% антипирена, термо- максимума при 300- 350 0С, при этом потеря массы стабильность композиции с увеличением составляет у ПВХ 13,04 масс.% и 64,25 масс.%, содержания антипирена при 350 0С составляет 64,25; 63,14; 62,05 и 61,41 масс.%, соответственно. Таблица 1. Результаты анализа кривых динамической термогравиметрии Потеря массы, мг Потеря массы, % № Темпе- Исх. Анти- Антипи- Анти- Анти- Исх. Анти- Анти- Анти- Анти- п/п ПВХ+ пирен рен пирен пирен ПВХ+ пирен пирен пирен пирен ратура, 30 % 30, 0 30 % оС 30, 0 5 % 10 % 20 % масс.% 5% 10 % 20 % 0,056 ДОФ 2,651 масс.% 0,110 2,994 5,954 0,198 8,022 ДОФ 0,201 6,290 10,65 0,541 11,44 1 50 0,696 0,596 0,587 0,088 0,789 11,04 2,990 2,894 2,754 39,32 0,699 0,685 0,122 0,961 6,287 6,087 5,855 61,41 2 100 1,199 0,895 0,873 0,202 1,141 28,04 8,204 8,104 8,051 62,77 0,925 0,903 0,236 1,225 13,04 12,07 11,28 68,21 3 150 1,895 1,123 1,041 0,625 1,232 34,98 13,98 13,22 12,12 72,32 1,310 1,287 0,818 1,352 42,19 41,79 40,11 76,25 4 200 2,025 1,398 1,362 1,061 1,449 50,10 64,25 63,14 62,05 77,21 1,456 1,404 1,286 65,59 64,54 63,77 5 250 2,423 1,654 1,551 1,374 67,25 72,19 71,14 69,69 1,895 1,744 1,481 79,98 79,14 73,60 6 300 3,110 2,421 2,012 1,502 69,59 80,98 80,14 77,25 2,912 2,231 1,580 81,88 81,29 78,70 7 350 3,698 75,60 8 400 4,056 84,98 9 450 4,654 92,98 10 500 4,895 98,88 11 550 5,421 12 600 5,812 Производная термогравиметрии заключается в В частности, производная от ТГ-сигнала (скорость наблюдении скорости массы исследуемой навески изменения массы), представляемая кривой ДТГА, вещества при изменении её температуры. при которой позволяет установить момент времени или темпера- изменение веса происходит наиболее быстро. туру, при которой изменение веса происходит наиболее быстро. Таблица 2. Резултаты анализа кривых динамической термогравиметрии № Темпе-ра- Скорость разложения, мг/мин п/п тура,оС Исх. ПВХ + 30,0 Антипирен Антипирен Антипирен 20,0 Антипирен 30,0 масс.% ДОФ 5,0 масс. % 10,0 масс. % масс. % масс. % 1 50 1,48 1,25 1,48 1,87 1,56 2 100 2,91 2,89 2,91 1,78 1,81 3 150 2,02 1,09 2,02 4,19 2,01 4 200 5,18 2,08 5,18 2,15 3,02 5 250 4,90 3,83 4,90 6,73 3,93 6 300 5,22 5,03 5,22 6,17 2,15 7 350 3,70 4,80 3,70 3,70 5,75 8 400 2,38 3,02 2,38 2,32 2,86 9 450 2,96 4,62 2,96 3,98 3,01 10 500 3,09 4,12 3,09 5,02 4,98 11 550 1,30 3,12 1,30 3,12 2,21 12 600 3,15 2,09 3,15 2,18 1,16 46

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Анализ результатов исследования ТГП от содер- Дифференциальная сканирующая калориметрия жания антипирена табл. 2 показывает, что процесс (ДСК) – это термоаналитический метод, в котором происходит в основном в двух температурных интер- разница в количестве тепла, необходимого для повы- валах разных скоростях деструкции полимера. Пер- шения температуры образца и эталона, измеряется вый температурный интервал происходит в 200-250 как функция температуры. 0С с большой скоростью –6,73 мг/мин, а второй тем- пературный интервал в интервале 400-6000С сравни- Исследованы дифференциальной сканирующей тельно меньшей скоростью - 1,16 мг/мин. калориметрией композиции поливинилхлорида с раз- личными содержаниями антипирена, результаты которой приведены в табл. 3. и рис. 2 (кривая 2). Таблица 3. Резултаты анализа кривых дифференциально сканирующей калориметрии Темпе-ра- Количество израсходованной энергии (µV*s/mg)) № тура, Исх. ПВХ+ 30,0 Антипирен 5,0 Антипирен 10,0 Антипирен 20,0 Антипирен оС масс.% ДОФ масс.% масс.% масс.% 30,0 масс.% 1 50 11,25 19,25 17,25 11,25 16,25 2 100 12,47 16,47 14,47 12,47 14,65 3 150 16,56 15,56 17,56 16,56 14,56 4 200 18,11 22,23 21,11 18,11 21,69 5 250 11,84 22,08 17,84 11,84 17,84 6 300 9,148 22,48 18,48 9,14 16,45 7 350 10,93 21,93 20,93 10,93 21,54 8 400 17,49 22,49 19,49 17,49 16,49 9 450 12,74 16,74 17,74 12,74 17,69 10 500 7,121 17,02 8,021 7,121 6,121 11 550 2,871 1,556 2,456 2,871 2,986 12 600 1,325 2,550 2,577 1,325 2,325 Анализ результатов исследования (табл.3) пока- Сравнение табличных значений количества зывает, что у исходного поливинилхлорида и компо- израсходованной энергии, необходимой для разло- зиции с антипиренами количество израсходованной жения композиций полимеров (табл.3) , показывает энергии (µV∙s/mg) для разложения композиций по- что большая энергия затрачивается, в основном, в ливинилхлорида изменяется экстремально. Напри- интервале температур 300-4000С, которая составляет мер, композиции поливинилхлорида содержащие 22,48-22,49 µV∙s/mg , соответственно. 5,0; 10,0; 20,0 и 30,0 масс.% антипирена количество израсходованной энергии для разложения полимер- Определена температура начала разложения, со- ных композиций с увеличением содержания послед- ответствующая темпера-тура 10% , 25 % и 50 %-ной него при 300 0С составляет 22,48; 18,48; 9,14 и 16,45 потери массы поливинилхлорида и его композиций, µV∙s/mg , соответственно. результаты которой приведены в табл. 4. Таблица 4. Сравнительные данные результатов динамического термогравиметрического анализа композиции поливинилхлорида с антипиреном № Композиции ПВХ Температура разложения, оС п/п Т0 Т10 Т25 Т50 140 215 248 300 1. ПВХ исходный 122 205 275 311 126 211 283 330 2. ПВХ + 5 % антипирен 138 221 294 360 3. ПВХ + 10,0 % антипирен 151 234 301 374 4. ПВХ + 20 % антипирен 5. ПВХ + 30,0 % антипирен 47

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Анализ результатов исследования показывает, что содержания антипирена возрастает термостабиль- у исходного поливинилхлорида (ПВХ+30,0 масс.%) ность ПВХ. Например, композиции содержащие 5,0; температура начала разложения составляет 1400С, 10,0; 20,0 и 30,0 масс.% антипирена температуры а температура 10% , 25 % и 50 %-ной потери массы 50-% ной потере массы составляет 3110С; 3300С; поливинилхлорида составляет 2150С , 2480С и 3000С. 3600С и 374 0С, соответственно. Сравнение результаты исследования по термо- стабильности исходного ПВХ и его композиции с Таким образом, добавление в состав в состав ПВХ антипиренами (табл.4) показывает, что с увеличением различных концентраций антипирена не только повы- шает огнестойкость полимера, но и одновременно повышает термостабильность поливинилхлорида. Список литературы: 1. Обзор рынков сырья для производства ПЭТ, ПЭТ гранул полиэфирных нитей и волокон в РФ и других стра- нах СНГ // INFOMINE Research Group – Москва, январь 2019. С. 15. 2. Волкова А. Рынок крупнотоннажных полимеров // Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики». - Центр развития, 2020. С. 3-8. 3. Шураков А., Доронкин М. Прогноз развития производства полимеров в России // Пластичные перспективы. 2020 г. С. 1-6. 4. Минскер K.C., Колесов С.В., Заиков Г.Е. Старение и стабилизаци полимеров на основе винилхлорида. -М.: Наука, 1982.-191с. 5. Разработка новых термостабилизаторов для композиции ПВХ // Тезисы докладов IX конференции. Москва, 2001 г. –С. 56. 6. Арипов Э.А., Пяк Л.Х., Хамидов Б.Н., Мергенбаева Х.У., Абдувалиев Н.А. Пластификаторы, стабилизаторы и наполнители ПВХ композиций // Ташкент, изд. Фан, 1994. 7. Штаркман Б.П. Пластификация поливинилхлорида. М.: Химия, 1975. -248 с. 8. Кестельман В.Н. Физические методы модификации полимерных материалов. М.: Наука, 1984, 224 с. 9. Химический энциклопедический словарь. Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1983. — 792 с. 10. Л. Кузнецов, В.П. Удилов, Б.В. Тимохин, С.Ф. Малышева, Г.В. Плотникова. Снижение горючести поливинил- хлоридных пластизолей новыми фосфорсодержащими антипиренами. Пожаровзрывобезопасность 2007, том 16 № 1, стр. 26-29. 11. Тилавова Л.И. Разработка ресурсосберегающих композиционных материалов на основе отходов полиэтилентерефталата и полиолефинов// Дисс.на соискание ученой степени доктора философии (PhD) по техническим наукам, 2022 г., стр. 41. 12. Санакулов К.С. и др. Исследование изменения концентрации ионов металлов в бактериальном окислении флотоконцентрата в жидкой фазе // Горный вестник Узбекистана.-Навои. – 2020. – №. 4. – С. 24-28. 13. Шарипов С.Ш. У., Мухиддинов Б.Ф. Бактериальное выщелачивание сульфидных флотоконцентратов // Universum: технические науки. – 2020. – №. 12-4 (81). – С. 97-100. 14. Шарипов С.Ш. Исследование разных видов реагентов при нейтрализации кислых стоков биоокисления / С.Ш. Шарипов, Б.Ф. Мухиддинов // Химическая технология и техника : материалы 86-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов, Минск, 31 января - 12 февраля 2022 г. - Минск : БГТУ, 2022. – С. 290-292. https://elib.belstu.by/handle/123456789/47689 15. Kuvandik S., Bakhodir M., Sanat S. Investigation Of Changes In The Concentration Of Metals In The Process Of Bacterial Oxidation Of Flotation Concentrate //Journal of Contemporary Issues in Business and Government Vol. – 2021. – Т. 27. – №. 1. 48

№ 2 (107) февраль, 2023 г. CИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ OS-1 ДЛЯ НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Халилов Жамшид Акмал угли докторант Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Республика Узбекистан, п/о Шуро-базар E-mail: [email protected] Нуркулов Файзулла Нурмуминович начальник отдела, д-р техн. наук, проф., ООО « Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии», Республика Узбекистан, п/о Шуро-базар Джалилов Абдулахат Турапович д-р хим. наук, акад. АН РУз, директор ООО «Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии», Республика Узбекистан, п/о Шуро-базар SYNTHESIS AND STUDY OF CORROSION INHIBITOR OS-1 FOR THE OIL AND GAS INDUSTRY Jamshid Khalilov Doctoral student of the Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Shuro-bazaar Faizulla Nurkulov Head of Department, Doctor of Technical Sciences, Prof., LLC \"Tashkent Research Institute of Chemical Technology\", Republic of Uzbekistan, Shuro-bazaar Abdulahat Jalilov Dr. chem. sciences, acad. Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, director of LLC \"Tashkent Research Institute of Chemical Technology\", Republic of Uzbekistan, Shuro-bazaar АННОТАЦИЯ В статье рассмотрены способ получения и физико-химические свойства ингибиторов коррозии, содержащие фосфор-азот, для нефтегазовой отрасли. В результате синтеза получены ингибиторы коррозии металлов и изучен уровень их защиты. Представлены графики ИК-спектрального анализа. ABSTRACT The article discusses the physicochemical properties of corrosion inhibitors containing phosphorus-nitrogen for the oil and gas industry. As a result of the synthesis, corrosion inhibitors of metals were obtained and the level of their protection was studied. Plots of IR spectral analysis are presented. Ключевые слова: ингибитор коррозии, азот, органические соединения, жирные кислоты, газ-конденсатная скважина. Keywords: corrosion inhibitors, nitrogen, organic compounds, fatty acids, gas-condensate well. _____________________________________________________________________________________________ ___ __________________________ Библиографическое описание: Халилов Ж.А., Нуркулов Ф.Н., Джалилов А.Т. CИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ OS-1 ДЛЯ НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 2(107). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14986

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Введение. Наиболее распространенные, универ- кислорода, фосфора, серы, азота (гидроксильные, сальные методы защиты металлических предметов карбонильные, карбоксильные, нитро, аминокислоты от коррозии основаны на применении ингибиторов и др.), обычно являются эффективными ингибиторами коррозии. Ингибиторы коррозии применяются коррозии. во всех областях промышленности и в материалах, работающих в различных кислых, щелочных, мор- Цель статьи ских, масляных агрессивных средах. Основным преимуществом применения ингибиторов коррозии Получить ингибитор коррозии, содержащий по сравнению с другими методами борьбы с корро- фосфор и азот, который применяется в небольших зией металлов является высокая эффективность, количествах для гидроизоляции и защиты от коррозии экономичность, простота проведения. Маслораство- металлоконструкций и труб из черных металлов и римые ингибиторы коррозии, представляющие собой определить его свойства. Для достижения постав- углеводороды, содержащие фосфор, азот, получают ленной цели необходимо определить следующие сульфированием, окислением или нитрованием нефте- задачи: продуктов, например, масел, петролатумов, церезинов и др., и синтезом аминогрупп [1]. 1) Получить и изучить параметры ингибитора коррозии, содержащего фосфор и азот, и изучить Фосфор-азотсодержащие маслорастворимые физико-химические свойства этого ингибитора. ингибиторы коррозии представляют собой гидро- фобные поверхностно-активные вещества, которые 2) Разработка композиций ингибиторов коррозии заполняют поры, повышая абсорбцию ингибитора на основе растворимых в нефтепродуктах жирных жидкими углеводородами и коррозионную стой- кислот и изучение физико-механических свойств кость [2]. ингибиторов на их основе. Антикоррозийный маслорастворимый ингибитор 3) Изучение антикоррозионных свойств азот- коррозии аналогичен композиционным и поверх- фосфорсодержащих ингибиторов коррозии, образую- ностно-активным материалам. Молекула состоит из щихся в бензиновой и конденсатной средах. двух основных частей - углеводородного радикала, достаточно высокомолекулярная и разветвленная Методы получения и исследование структура, обеспечивающая состав молекул и компо- нентов, содержащих азот и фосфор, и функциональ- Определение ингибирующих свойств ингибито- ной группы, отвечающей за защитные свойства этого ров коррозии проводилось гравиметрическим мето- соединения [1]. дом. Метод заключается в определении потери массы металлических образцов за время их пребы- Среди органических ингибиторов широкое рас- вания в ингибированной и не ингибированной испы- пространение получили маслорастворимые ингиби- туемых средах с последующей оценкой защитной торы коррозии акцепторного типа, содержащие способности ингибитора по изменению скорости аминокислоты и их производные. Это могут быть коррозии. алифатические, ароматические амины, аминокис- лоты, анилины, имидазолины, а также пятичленные, Каждое из наших исследований проводилось по шестичленные гетероциклы, содержащие азот. ГОСТ 9.506.87. Испытуемые образцы были отобраны по ГОСТ 9.905-82. Коррозия металлов является одной из актуаль- ных технических и экономических проблем. Потери В соответствии с ним в трёхгорлую колбу, снаб- металлического оборудования, изделий и кон- женную обратным холодильником, термометром и струкций в результате коррозии составляют около мешалкой поместили продукт взаимодействия ди- 2-4 % валового национального продукта. Кроме того, хлорэтана с аммиаком, добавили растительное в результате коррозионного разрушения оборудования масло и перемешивали до образования однородной в нефтехимической, химической промышленности массы. При определённой температуре продолжали происходит утечка токсичных химических продуктов перемешивание в течение нескольких часов. Полу- и, следовательно, загрязнение атмосферы, водных чившейся ингибитор коррозии растворили в количе- источников и почвы [3]. стве 1%, 3% и 5% в бензиновой, конденсатной и моторной масляной средах. Далее проводили много- Наиболее распространенным способом борьбы численные исследования полученных растворов. с коррозией является добавление в используемые продукты ингибиторных присадок. Соединения, Экспериментальная часть.Представлен ИК- содержащие функциональные группы с атомами спектр для изучения состава и структуры ингибитора коррозии ОS-1, использованного в испытании. 50

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Рисунок 1. ИК-спектр ингибитора коррозии марки ОS-1 Для защиты от коррозии используется линия В результате этих анализов было установлено, что поглощения ИК-спектроскопии ингибитора ОS-1, предлагаемый нами ингибитор коррозии ОS-1 содер- растворимого в жидких углеводородах и содержащего жит азот и фосфор. Содержащиеся в веществе азот и фосфор-азот, создающего колебания. >N-CH2 в фосфор, аминогруппы служат для предотвращения области 1350,17 см-1 и полях валентности 844,82 – коррозии металлов и продления срока их службы. 808,17 см-1 содержат линии поглощения, соответ- ствующие группам -CH2-CH2- в ароматическом Спектр ПМР представлен для исследования кольце. состава и структуры ингибитора коррозии ОS-1, использованного в испытании. Рисунок 2. ПМР-спектр ингибитора коррозии марки ОS-1 51

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Для защиты от коррозии используется линия содержащие углеводородный радикал. Испытания поглощения ПМР-спектроскопии ингибитора ОS-1, проводили при растворимого в жидких углеводородах и содержа- щего фосфор-азот. 3-х различных концентрациях в течение 72 часов на испытательном приборе при атмосферном давлении. В этой молекуле имидазолина молекула гепта- Время испытаний отсчитывали с момента помещения диена, связанная со 2-ым углеродом, составляет образцов в окружающую среду. Продолжительность 16,01 м.д. водорода, 12,83 м.д. водорода, 2,065 м.д. испытаний определяли по ГОСТ 9.905 82. Для опре- водорода, двойная углеродная связь 8 и 9. 5,34 м.д., деления оптимальной концентрации ингибитора водород, принадлежащий углероду 10, составляет была проведена серия опытов с изменением кон- 2,183 м.д., водород принадлежит углероду. 16 состав- центрации от низкой к высокой. ляет 1,326 частей на миллион, водород, принадле- жащий углероду 17, составляет 0,905 частей на Скорость коррозии (Vк) в г*m-2 * ч-1 вычисляли миллион. по формуле: Водород, принадлежащий 3-му углероду в моле- Vк= ������1−������2 куле полиэтиленполиамина, связанному с 3-им атомом S∗т азота в молекуле имидазолина, составляет 2,770 м.д., водород, принадлежащий 4-му углероду, составляет где m1— масса образца до испытания, г; 2,720 м.д., водород, принадлежащий 5-му атому азота, m2 — масса образца после испытания, г; составляет 3,304 м.д. S — площадь поверхности образца, м2; т — время испытания, ч. Водород, принадлежащий 1-му углероду имида- Степень защиты (Z) в процентах вычисляли по золинового кольца, составляет 3,574 м.д., водород, принадлежащий 2-му углероду, составляет 3,520 м.д. формуле: Результаты и их обсуждение. Свойства азот- Z = ������������0−������������1 ∗ 100% содержащих маслорастворимых ингибиторов корро- зии изучались методом испытаний по ГОСТ 9.506-87. Vk0 Молекулы этих ингибиторов коррозии состоят из одной или нескольких функциональных групп, где Vk0 — скорость коррозии образцов в не ингиби- представляющих собой органические вещества, рованной среде, г*m-2 * ч-1; Vk1 — скорость коррозии образцов в ингибированной среде, г*m-2 * ч-1. Показатели Таблица 1. Агрессивная Метод Дозировка Скорость коррозии Скорость коррозии Защитный ингибитора образцов в не образцов в эффект, % среда испытания мг/л ингибированной ингибированной 83,3 среде, г/м2 час среде г/м2·час 90,6 0,050083 97,9 Водно-нефтяная 100 0,298611 81 среда 0,02788 89 ГОСТ 9.506-87 200 0,298611 94,7 0,000416 300 0,020230 0,0148 100 0,07863 0,008 Конденсат среда ГОСТ 9.506-87 200 0,07126 0,00341 300 0,06452 Результаты испытаний указали на эффективность составил 83,3% и 90,6% соответственно, а при добав- действия OS-1. Установлено, что применение лении 3% ОS-1 защитный эффект составил 97,9%. ингибитора OS-1 в количестве 200 - 300 мг/л может В конденсатной среде при добавлении 1% и обеспечить защиту от коррозии трубопроводов на 2% ингибитора коррозии уровень защиты составил 81% и 89% соответственно, а при добавлении 90 - 97,9%. 3% ОS-1 защитный эффект составил 94,7%. Вывод. По результатам испытаний данного Азотсодержащие ингибиторы OS-1 со временем метода была проведена серия испытаний из можно будет применять в нефтяных, газовых, газо- программы испытаний с малой концентрацией. конденсатных скважинах, в процессе бурения Испытания в водонефтяной среде при добавлении скважин, при добыче нефти и жирных кислот. 1% и 2% ингибитора коррозии защитный эффект 52

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Список литературы: 1. «Разработка технологии консервации сельскохозяйственной техники на примере двигателя внутреннего сгорания» Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва 2017. Пыдрин А.В. 2. «Битумно-смоляные композиции на основе модифициронных нефтеполимерных смол для защитных покры- тий железных конструкций». Нгуен Ван Тхань. Диссертация на соискание ученой степени кандидата техни- ческих наук.Томск – 2018. 3. «Защитные свойства консервационных масел и ингибиторов коррозии» А.Ф. Хужакулов,А.А. Алимов, М.Ж. Махмудов.Молодой ученый-2013. 4. «Ингибиторы коррозии металлов» Л.П. Даниловская; Р.С. Крымская; Санкт-Петербург 2017. 5. Korroziyadan himoya qilish “O’quv qo’llanma, H.B. Do‘stov”. Toshkent-2019. 6. Хайдарова Г.Р. «Ингибиторы коррозии для защиты нефтепромыслового оборудования» Современные проблемы науки и образования. М., Вып. 6. 2014. 53

№ 2 (107) февраль, 2023 г. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОЛИДИСПЕРСНЫХ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПСЕВДООЖИЖЕНИЯ СЛОЕВ Худойбердиева Назора Шарафовна PhD, доц. Навоийский государственный горный и технологический университет, Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: [email protected] INFLUENCE OF PARAMETERS OF POLYDISPERSE GRAIN MATERIALS ON LAYER FLUIDIZATION Nazora Khudoiberdieva PhD, Assoc. Navoi State Mining and Technological University, Republic of Uzbekistan, Navoi АННОТАЦИЯ Приведены результаты экспериментальных исследований по изучению гидродинамики псевдоожиженного слоя. Отмечено, что общая картина гидродинамики псевдоожиженного слоя полидисперсных зернистых материалов отличается от монодисперсных систем, и вместе с этим величина гидродинамики псевдоожиженного слоя соот- ветствует результатам расчетов по уравнениям, которые имеются в литературе. ABSTRACT In article resulted of experimental researches on expansion studying fluidized layer. It is noticed, that the expansion overall view fluidized layer of poly disperse granular materials differs from mono disperse systems, and together with it the size separately fluidized layer corresponds with results of calculations on the equations available in the literature. Ключевые слова: гидродинамика, псевдоожиженный слой, полидисперсные зернистые материалы, кипящий слой, монодисперсных систем, порозность, уравнения. Keywords: fluidized layer, poly disperse granular materials, воllining bed, mono disperse systems, роrositi, equations. ________________________________________________________________________________________________ Значение метода псевдоожижения особенно ве- значения коэффициента формы для частиц разно- лико для проведения тепломассообменных процес- образной геометрической формы и различных фрак- сов, так как в десятки, а иногда и в сотни раз ционных составов. уменьшает термическое или диффузионное сопро- тивление по сравнению с процессами, протекаю- Экспериментальная часть щими в условиях неподвижного состояния зернистого материала. Однако, отсутствие точной методики Экспериментальные исследования гидродина- расчета гидродинамики и тепломассообмена в аппа- мики неподвижного слоя полидисперсных твёрдых ратах со стационарным и кипящим зернистым слоем частиц, восходящим потоком жидкости были прове- ограничивает применения псевдоожижения в про- дены на опытной установке, схема которой пред- мышленности. ставлена на рис. 1. Основным элементом установки, т. е. рабочим аппаратом являются цилиндрические, С нашей точки зрения, существенным недостат- стеклянные трубки с внутренним диаметром 20, 22; 36; ком многих проведенных ранее исследований явля- и 45,1 мм и высотой 1,2 м. Диаметр стеклянных тру- ется отсутствие эталонной зависимости коэффициента бок проверяли по объему воды в мерном цилиндре. сопротивления от скорости, на основе которой воз- В качестве рабочего зернистого материала иссле- можно было бы установить влияние формы частиц дованы слои частиц неправильной формы (многие на величину коэффициента трения. В работе [1], частицы имеют почти овальные формы) гравия, в качестве эталона принято сопротивление слоя, округлых стеклянных частиц, катионита КУ-2-8, состоящего из одинаковых частиц правильной сфе- и свинцовую дробь. Характеристики исследованных рической формы. Такими частицами были выбраны частиц приведены в табл. 1. Объем занимаемой шарики подшипников качения с диаметрами 2, 4 и твердыми частицами слоя зернистого материала 5 мм. определяли вытесненной в мерном цилиндре воды. Плотность частиц находили взвешиванием отсчитан- Анализ результатов исследований [2] позволило ных количеств зерен определенного объема и размера. нам легко установить эталонную зависимость, а по ней, на основании подобных же опытов, и численные __________________________ Библиографическое описание: Худойбердиева Н.Ш. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОЛИДИСПЕРСНЫХ ЗЕРНИ- СТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПСЕВДООЖИЖЕНИЯ СЛОЕВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 2(107). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14998

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Рисунок 1. Схема экспериментальной установки Распределительная решетка основного аппарата опытов расход жидкости измеряли ротаметрами, имела щели длиной 4 и шириной 0,2 мм и свободное а перепад давления в слое – пьезометрической сечение 5 %. Исследования проведены при фильтра- трубкой и микроманометром. Ротаметров оттари- ции через слой сыпучего материала водопроводной ровали измерением количества жидкости, вытекаю- воды, с температурой 20-25°С. Температуру воды на щей из верхнего конца аппарата в мерный сосуд выходе из аппарата измеряли стеклянным термомет- известной емкости с отсчетом по секундомеру вре- ром с ценой деления 0,1°С. мени, необходимой для заполнения последнего. Импульсная трубка для измерения перепада давления Высоту слоя полидисперсных твёрдых частиц в слое располагалась на уровне распределительной измеряли с помощью шкалы с делением в 1 мм, за- решетки под слоем сыпучего материала. крепленной на рабочей трубке. При проведении Таблица 1. Показатели № Зернистый Средний Насыпная Плотность, ρ, Порозность, Фактор Коэффицент материал диаметр, плотность, ρн, кг/м3 ε0 формы, Ф формы, φ d, мм кг/м3 1 1,3 1460 1840 0,4 0,85 1,4 2 Гравия 1,98 1440 То же 0,4 0,79 1,6 2,54 1330 0,41 0,77 1,7 3 3,04 1300 ….. 0,42 0,75 1,8 ….. 4 5 1,84 6730 11400 0,41 0,88 1,3 6 Свинцовая дробь 2,37 6680 То же 0,41 0,82 1,5 4,06 6600 0,42 0,73 1,9 7 ….. 720 0,4 0,95 1,1 8 Катионит КУ-2-8 0,54 710 1380* 0,41 0,91 1,2 9 0,84 То же 1440 0,4 0,82 1,5 10 Стеклянные 0,6 1400 2500 0,41 0,75 1,8 11 округлые частицы 2,37 1360 То же 0,41 0,66 2,3 4,47 12 ….. * - в набухшем состоянии. В рабочую трубку на распределительную решетку определяли по увеличению объема воды в мерном сначала засыпали сухих частиц полидисперсного цилиндре. Потом аппарат медленно заполняли водой зернистого материала определенным объемом и из- и повторно проверяли высоту неподвижного слоя, меряли высоту неподвижного слоя зернистого мате- находящегося в покоящейся жидкости. После этого риала для определения порозности слоя. Объем с помощью игольчатого вентиля устанавливалась занимаемый частицами определенной порции заранее 55

№ 2 (107) февраль, 2023 г. необходимая рабочая скорость жидкости, при кото- 4. Экспериментальное значение гидравлического рой измерялись необходимые параметры. Перепад сопротивления слоя давление в слое полидисперсного зернистого мате- риала замерялось пьезометрической трубкой как ∆рэ=9,81∙hпз, Па (5) при увеличении скорости ожижающего потока, так и при её уменьшении. Скорости ожижающей среды где hпз уровень ожижающего агента в пьезометри- в аппаратах изменяли от 0 до 1,0 м/с, а высоту непо- ческой трубке, м. движного слоя зернистого материала от 50 до 250 мм. 5. Порозность псевдоожиженного слоя поли- Обработка опытных данных и определение дисперсного зернистого материала необходимых параметров проведены в следующем порядке ε =1–(H0/H)(1–ε0) (6) 1. Эквивалентный диаметр частиц определяли где Н0 и Н – соответственно, высота неподвижного по данным рассева материалов на фракции следую- и псевдоожиженого слоев, м; щим образом. Если смесь сыпучего материала пред- ставляет собой узкую фракцию (например, ε0 – порозность неподвижного слоя зернистого проходящую через сито с размером ячейки d1, но материала. остающуюся на сите с ячейкой d2 , близкой по вели- чине к d1), то определяющий размер частиц – их 6. Расчетное значение гидравлического сопро- эквивалентный диаметр dэ (равный в данном случае, диаметру узкой фракции смеси d1), приняли равным тивления псевдоожиженного слоя среднему геометрическому из размеров ячеек смежных сит [3,4]: ∆р=Hg(ρч -ρ)(1-ε) (7) dэ = (d1·d2)0,5, м (1) где Н – высота псевдоожиженного слоя, м; ρч – плотность частиц, кг/м3; Заметим, что для узкой фракции интервал ρ – плотность воды, кг/м3; дисперсности зерен η = dмакс/dмин<2 и среднегеомет- ε0 – порозность слоя зернистого материала. рической и среднеарифметической определяющие Нами были проведены опыты с двенадцатью об- размеры весьма близки. Дисперсность частиц непра- разцами различных зернистых материалов. С целью вильной формы при обычных методах рассева фак- увеличения степени неоднородности слоя, характери- тически колеблется вокруг номинального среднего зующейся отношением η = dmax/dmin, опыты проведены размера ±30%. также с бинарными слоями, которые состояли из ча- стиц различного материала и плотности, поскольку При использовании широких фракций величину таких слоев примыкают к полидисперсным [9, 12]. эквивалентного диаметра, т.е. определяющего размера частиц вычисляли по формуле[5,7]: В большинстве исследований, посвященных установлению зависимости между перепадом давле- d =1/ ∑(xi/di), м (2) ния и свойствами слоя и ожижающей среды, опыты проводили с большими отношениями диаметра ап- где хi - объемная доля частиц данной фракции с диа- парата к диаметру монодисперсных зерен (D/d > 20). метром di =0,5(d1 + d2); В то же время при проведении экзотермических ге- терогенно-каталитических реакций с большими теп- d1 и d2 – соответственно, меньший и больший ловыми эффектами, часто применяются трубчатые размеры частиц данной фракции, м. контактные аппараты, в которых катализатор загру- жается в трубы диаметром не более 30 мм. Кроме 2. Порозность (доля свободного объема) непо- того, в последнее время зернистый материал начали применять в качестве промежуточного теплоноси- движного слоя полидисперсного зернистого матери- теля для интенсификации теплопереноса и предот- вращения отложения накипи в трубчатых тепло- ала определяли по формуле обменных аппаратах [10,5]. Использование труб ма- лого диаметра и большой длины (высоты) дает воз- ε0 = (Vсл –Vч)/Vсл (3) можность приблизиться к изотермическим условиям ведения процесса. Поэтому большой прак- где Vсл – объем слоя зернистого материала, м3; тический интерес представляет исследование гидрав- Vч – объем, занимаемый твердыми частицами, м3. лического сопротивления слоя полидисперсных 3. Фиктивную (отнесенная к полному попереч- зернистых материалов в трубах малого диаметра в диапазоне отношения диаметра аппарата к диаметру ному сечению аппарата) [6,8]. скорость ожижаю- частиц D/d = 2 … 20 (рис. 2). щего агента (воды) вычисляли из уравнения расхода w = Vc/S, м/с (4) где Vc – объемный расход ожижающего агента, м3/с; S – площадь поперечного сечения аппарата (трубки), м2; 56

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Рисунок 2. Зависимость гидравлического сопротивления слоя гравия от скорости воды Вывод б) наличие двух характерных скоростей: Обработка опытных данных по гидравлическому wн – начальной скорости переходного режима и сопротивлению слоя в логарифмической системе wк – критической скорости псевдоожижения. координат позволяла четко выявить особенности поведения полидисперсного слоя при его ожижении Гидравлическое сопротивление в области непо- жидкостью. движного слоя возрастает с увеличением скорости Анализ полученных результатов позволяла выявить наиболее характерные особенности поли- ожижающей среды, а в псевдоожиженном слое оно дисперсного слоя и его отличие от монодисперсного слоя: остается практически постоянным. а) существование переходного режима между областями фильтрации и псевдоожижения (в моно- дисперсном слое такой области не существует); Список литературы: 1. Митрофанова О.В. Гидродинамика и теплообмен закрученных потоков в каналах с завихрителями. // Тепло- физика высоких температур. – Москва, 2003. Т.41. - № 4. – С. 587-633. 2. Аэров М.Э., Тодес О.М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. - Л.: Химия, 1968. - 512 с. 3. Интенсивность теплообмена в выхревой сущилке. Бахронов Х.Ш., Худойбердиева Н.Ш., Суярова Х.Х., Файзуллоева С.С. Журнал «Universum: технические науки» 6(87)-г. Москва, 2021г., июнь. 4. Закиров С.Г., Бахронов Х.Ш., Туйбойов О.В., Худойбердиева Н.Ш., Исследование теплоотдачи от внутрен- ней стенки трубы к слою полидисперсного зернистого материала псевдоожиженному водой. Журнал «Хи- мическая технология. Контроль и управление». -Ташкент, 2016. -№ 4, -С. 15–18. 5. Бахронов Х.Ш., Худойбердиева Н.Ш. Intensity of Heat Transfer in a tube with a Fluidized layer of a Polydisperse Granular material. International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 8, Issue 1, January-2017, ISSN 2229-55181482-1485 pages. 6. Худойбердиева Н.Ш., Худойкулова С.В., Худойкулова Г.В. Изучение расширение псевдоожижеенного слоя полидисперсного зернистого материала. 7. Бахронов Х.Ш., Худойбердиева Н.Ш., Юнусова С.Т. Liguidation of solid particlis of polyadispersed grained ma- terial. International Journal of integrated education ISNN:2620-3502 (Е)/2615-3785(Р). Vol.3 №10, Oct. 2020, In- donezia. 57

№ 2 (107) февраль, 2023 г. 8. Bakhronov Kh. Sh., KHudoyberdiyeva N.SH., Тuуboyov О.V. Investigation of Heat Exchange between Fluidized Bed and a Surface Immersed in it in the form of Coil Pipes // International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 8, Issue 1, January-2017, ISSN 2229-5518896-899 pages. 9. Bakhronov Kh. Sh., KHudoyberdiyeva N.SH., Тuуboyov О.V. Enhancement of Heat exchange from the Gas to the Pipe suface of a Helical coil // International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 8, Issue 1, Janu- ary-2017, ISSN 2229-55181204-1208 pages. 10. Bakhronov Kh. Sh., KHudoyberdiyeva N.SH., Тuуboyov О.V. Intensification of heat and mass exchange in the ap- paratuses with pellicle by using twisting flow // International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 8, Issue 1, January-2017, ISSN 2229-55181178-1180 pages. 11. Bakhronov Kh. Sh., KHudoyberdiyeva N.SH., Тuуboyov О.V. Improving The Efficiency Of Evaporative Cooling Water // International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 8, Issue 1, January-2017, ISSN 2229-5518890-895 pages. 12. Х.М. Вапоев, Умрзоқов Абдулла Тоштемирович, З.З.Неъматов, И.Йулдошев Гетероген-каталитик усулда ацетонитрил синтези. Journal of new century innovations volume – 14 | issue – 3 october –2022 (110-116). 58

№ 2 (107) февраль, 2023 г. DOI - 10.32743/UniTech.2023.107.2.15008 ИНГИБИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА 2,5-ДИФЕНИЛГЕКСИН-3-ДИОЛА-2,5 Юсупова Лола Азимовна д-р техн. наук (DSc), кафедра “Химическая технология переработки газа”, Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Исмаилов Бобурбек Махмуджанович д-ор филос. в обл.и техн. наук, PhD, кафедра “Химическая технология переработки нефти и газа”, Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Нурманов Сувонкул Эрхонович д-р техн. наук, профессор, Национального университета Узбекистана, Республика Узбекистан, г. Ташкент Уразов Фируз Бахтиёр угли преподаватель, кафедра “Химическая технология переработки нефти”, Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент Обидов Шоюнус Ботир угли ст. преподаватель, кафедра “Химическая технология переработки нефти и газа”, Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент Эргашев Жасурбек Рахимжон угли преподаватель, кафедра “Химическая технология переработки газа”, Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент INHIBITORY PROPERTIES OF 2,5-DIPHENYLHEXIN-3-DIOL-2,5 Lola Yusupova Doctor of technical science (DSc), Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent Boburbek Ismailov Doctor of Philosophy in Technical Sciences (PhD), Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent Suvonkul Nurmаnov Doctor of technical science, professor, National University of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: ИНГИБИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА 2,5-ДИФЕНИЛГЕКСИН-3-ДИОЛА-2,5 // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Юсупова Л.А. [и др.]. 2023. 2(107). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15008

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Urazov Firuz Teacher, Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent Obidov Shoyunus Senior teacher, Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent Ergashev Jasurbek Teacher, Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Установлено, что синтезированные вещества обладают свойством ингибировать коррозию металлов. По результатам испытаний показано, что 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 является относительно эффективным ингибитором. Созданные ингибиторы служат для предотвращения коррозии металлических конструкций и устройств и улучшения их эксплуатационных свойств. ABSTRACT It was found that the synthesized substances have the property of inhibiting metal corrosion. Based on the test results, it was shown that 2,5-diphenyl-3-hexine-2,5-diol is a relatively effective inhibitor. Created inhibitors serve to prevent corrosion of metal structures and devices and improve their operational properties. Ключевые слова: ацетилен, 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5, ацетофенон, ингибитор «Ст.3» марка стали, скорость коррозии, степень защиты. Keywords: acetylene, 2,5-diphenyl-3-hexine-2,5-diol, acetophenone, inhibitor, \"St.3.\" grade steel, corrosion rate, degree of protection. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Около одной шестой стали, ежегодно вещества на основе на них. [4-6, 8, 10]. Есть даже производимой в мире, теряется из-за коррозии. Этот такие органические соединения, которые синтези- показатель составляет несколько миллионов тонн руются только из ацетилена или его гомологов. стали, если смотреть в глобальном масштабе. Исходя из этого, производство средств защиты от коррозии Материалы и методы металлоконструкций и транспортного оборудования, используемых в нефтегазовой отрасли, изучение Синтез 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 под высо- механизмов их антикоррозионного действия, повы- ким давлением проводили в малогабаритном реакторе шение качества и снижение себестоимости являются (объем 1,6 л, работающий при 100 МПа и 600 °С) одними из наиболее актуальных вопросов [1, 2, 7, 11]. типа РЦГ ТУ-26-01-476 -73. При высоком давлении На сегодняшний день проведено множество научных в качестве катализатора использовали растворитель исследований по разработке ингибиторов коррозии диэтиловый эфир КОН. В реактор сначала добавляют для нефте- и газопроводов. Коррозия возникает в ре- 500 мл исходного вещества ацетофенона, 200 г ката- зультате воздействия серы, сероводорода, сернистых лизатора, 500 мл диэтилового эфира, смесь нагревают органических соединений в нефте- и газопроводах до 70°С и выдерживают 10-20 мин. Затем в реактор на металлы. Созданные ингибиторы рекомендованы подавался ацетилен в состоянии перемешивания для использования при защите магистральных газо- через генератор. Ацетилен контролировали моно- проводов от коррозии и важны тем, что не уступают метрами, а температуру контролировали термопарой. импортным аналогам, основаны на местном сырье, Генератор охлаждался оборотной водой. Реакцию имеют низкую стоимость [3, 9]. Процесс коррозии проводят в течение 6 часов. После окончания реакции в основном ускоряется в оборудовании и устройствах, полученную реакционную смесь охлаждали до ком- работающих в агрессивных кислых и щелочных натной температуры, содержимое колбы разлагали средах. Ацетиленовые углеводороды являются ледяной водой, нейтрализовали разбавленным одним из исходных сырьевых материалов, широко и раствором 0,1% HCl, экстрагировали диэтиловым эффективно используемых в органическом синтезе. эфиром (3 раза), органическую часть отделилась. Легкий доступ к реакциям обмена атома водорода в К нему добавляют безводный Na2SO* в качестве ацетилене и его гомологах типа R-C≡CH, различные осушителя и оставляют на определенное время. реакции за счет трех связей в ацетиленовых углеводо- Осушитель отфильтровывали. Оставшуюся органи- родах и ряд других химических изменений в молекуле ческую фракцию удаляли в вакууме. После этого был таких соединений позволяют синтезировать многие выделен 2,5-дифенил-3-гексин-2,5-диол с выходом 92% при температуре кипения 244 °С (10 мм рт.ст.). 60

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Результаты и обсуждение ацетилендиол 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5. Про- цесс проводили в растворителе диэтиловом эфире, Впервые гомогенным каталитическим методом катализатор КОН, под высоким давлением. Процесс в присутствии ацетофенона и ацетилена синтезирован осуществляется по следующей схеме: O OH OH С CH3 + HC CH KOH/ДЭЭ CC CC CH3 CH3 Строение синтезированного 2,5-дифенилгексин- 3-диола-2,5 исследовано методом инфракрасной спектроскопии (рис. 1). Рисунок 1. ИК спектр 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 Неплоские колебания связей С-Н в арома- Соединения ацетилена, содержащие три связи, ши- тических кольцах наблюдались при 700-800 см-1, роко используются в качестве ингибиторов коррозии максимум поглощения (OН) гидроксильной группы металлов. Свойство ацетилендиолов против коррозии при 3550-3650 см-1, СН3 при 968 см-1, С≡С -2120 см-1, металлов проверено в лаборатории химического С-О-1205 см-1. анализа в качестве ингибитора процесса коррозии в металлических конструкциях и устройствах. Молекулярная масса 2,5-дифенил-3-гексин-2,5- Исследованы природа, концентрация и температура диола, полученного по результатам исследований, ацетилендиолов в кислой, щелочной и нейтральной составляет 266,33 г/моль.Элементный анализ дал сле- средах. дующие результаты: С-81,15%; Н-6,78%; О-12,01%. Теоретически рассчитанный элементный состав: С целью определения ингибирующих свойств С-81,17%; Н-6,81%; О-12,02%. 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 в зависимости от его концентрации изучали степень защиты в зависимости Ацетиленовые соединения обладают биологи- от концентрации. Полученные результаты показали, ческой активностью, изучено их ингибирующее что 0,01% раствор 2,5-дифенилгексин-3-диол-2,5 свойство в отношении коррозии металлов. Исходя проявляет выраженные ингибирующие свойства. из этого, был изучен коррозионный процесс в стали В результате увеличения концентрации до 0,05 % марки «Ст.3». В результате 0,01% раствор 2,5- уровень защиты меняется очень мало (рис. 2). дифенил-3-гексин-2,5-диола позволил повысить уровень защиты металла до 84,0% при 20 oC. 61

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Уровень защиты, % 100 90 80 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 70 60 концентрация ингибитора, % 50 40 30 20 10 0 0 1) 20 оС; 2) 40 оС; 3) 60 оС; 4) 80 оС Рисунок 2. Зависимость степени защиты от концентрации 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 Также были изучены скорость коррозии и степень Скорость коррозии существенно меняется с повы- защиты в зависимости от температуры (табл. 1). шением температуры. Таблица 1. Изменение скорости коррозии и степени защиты нержавеющей стали при повышении температуры (pH=7, время 5 часов, концентрация ингибитора 2,5-дифенилгексин-3-диол-2,5; 0,01%) № Температура, оС 20 40 60 80 1. Скорость коррозии, г/м2 ∙час 0,6 0,70 9,20 15,45 2. Уровень защиты, % 84,0 79,0 76,0 71,0 Анализ полученных результатов показывает, Кроме того, важно изучить скорость коррозии и что при использовании в качестве ингибитора 0,01% уровень защиты стали при определенной температуре 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 в нейтральной среде в различных средах (pH) раствора. Следующее коли- скорость коррозии углеродистой стали Ст.3 увели- чество раствора NaCl добавляли из раствора соляной чивается в несколько раз с повышение температуры. кислоты для создания соответствующей среды (pH) В интервале температур 20-80 °С скорость коррозии раствора. рН=7; рН=2-0,0003% НCl; рН=1,5; возрастает с 0,6 г/м2∙час до 15,45 г/м2∙час, а степень 0,001% НCl; рН=1-0,01% НCl. Полученные резуль- защиты снижается с 84,0 % до 71,0 %. таты представлены в табл. 2. Таблица 2. Изменение скорости коррозии и степени защиты раствора стали «Ст.3» в различных средах (рH) (время 5 часов, концентрация ингибитора (2,5-дифенилгексин-3-диол-2,5; 0,01%), температура 60 oC) № рН 7,0 2,0 1,5 1,0 1. Скорость коррозии, г/м2 ∙час 0,22 2,5 2,6 6,25 2. Уровень защиты, % 76,0 6,0 - 5,0 Анализ результатов показывает, что при изме- растворов, но не проявляет ингибирующих свойств нении от pH=7 до pH =1 скорость коррозии возрастает в кислой среде солевых растворов. с 0,22 г/м2•час до 6,25 г/м2•час, а степень защиты снижается с 76,0 % до 5,0 %. По результатам исследований целесообразно использовать ацетилендиолы в качестве ингибитора 2,5-дифенилгексин-3-диол-2,5 хорош как ингиби- коррозии металлов в нейтральных и щелочных средах. тор коррозии металлов в нейтральной среде солевых 62

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Результаты скорости коррозии и степени защиты синтезированных на основе метилэтилкетона, ацетил- при использовании ацетилендиолов в качестве инги- ацетона и ацетофенона в качестве ингибитора, при биторов коррозии металлов представлены в табл. 3. 20 оС составляет 62,0 и 73,2 и 84,0% соответственно. В их присутствии скорость коррозии составляет Результаты эксперимента показывают, что инги- 1,02, 0,86 и 0,60 соответственно, а в отсутствие инги- бирующее свойство ацетилендиолов в нейтральной битора равна 1,6 г/м2∙ч. Степень защиты и скорость среде выше, чем у соответствующих винилокси- и коррозии ингибитора «CONQOR 404», используемого дивинилоксисоединений. Также по сравнению с на практике в качестве контроля, составляют 86,0% алифатическим кетоном и алифатическим дикетоном и 0,5 г/м2∙ч соответственно. Уровень защиты и показано, что ацетилендиол и его эфиры, синтези- скорость коррозии при различных температурах (20, рованные на основе ароматического кетона, обладают 40, 60, 80) определяли в присутствии препаратов. более высокими ингибирующими свойствами. Степень защиты 0,01% раствора ацетилендиолов, Таблица 3. Скорость коррозии и уровень защиты стали «Ст.3» в нейтральной среде (t=5 часов, концентрация ингибитора 0,01%) Температура, оС 20 40 60 80 Название СК, УЗ, % СК, УЗ, % СК, УЗ, СК, УЗ, % ингибитора г/м2∙ч г/м2∙ч г/м2∙ч % г/м2∙ч без ингибитора 1,6 - 1,89 - 22,68 - 48,2 - 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 0,6 84,0 0,70 79,0 9,20 76,0 15,45 71,0 2,5-дифенил-5-винилоксигексин- 0,8 81,0 0,85 75,1 10,2 72,0 17,8 67,0 3-ола-2 2,5-дифенил-2,5- 0,9 80,2 0,91 73,2 10,9 70,6 18,3 65,3 дивинилоксигексина-3 3,5-диметил гептадиин-1,6- 0,86 73,2 0,88 68,1 10,8 50,1 18,3 52,1 диола-3,5 3,5-диметил-5-винилоксигепта- 0,91 70,0 0,93 65,2 11,2 49,2 18,9 50,8 диин-1,6-ола-3 3,5-диметил-3,5- 0,93 68,2 0,94 63,1 12,1 48,5 20,1 49,3 дивинилоксигепта-диина-1,6 3,6-диметилоктин-4-диола-3,6 1,02 62,0 1,05 58,2 11,2 55,6 19,5 50,4 3,6-диметил-6-винил оксиоктин- 1,05 61,3 0,93 55,6 12,3 53,5 20,1 49,2 4-ола-3 3,6-диметил-3,6-ди винилокси- 1,09 60,2 1,1 54,2 12,9 52,6 21,2 45,3 октин-4 «CONQOR 404» (контроль) 0,5 86,0 0,60 81,0 9,80 79,0 14,05 76,0 По мере повышения температуры было замечено, подвижного водорода ацетилена и гидроксильной что степень защиты уменьшалась для каждого случая группы свидетельствует о том, что 2,5-дифенил- и соответственно увеличивалась скорость коррозии. гексин-3-диол-2,5 является биологически активным соединением. По результатам испытаний показано, Заключение что 2,5-дифенилгексин-3-диол-2,5 является относи- тельно эффективным ингибитором. Созданные В заключение можно сказать, что вновь синте- ингибиторы служат для предотвращения коррозии зированные препараты обладают свойством инги- металлических конструкций и устройств и улуч- бировать коррозию металлов. 2,5-дифенилгексин- шения их эксплуатационных свойств. 3-диол-2,5 имеет 3 высокореакционных центра. Наличие ненасыщенной ацетиленовой (-С≡С-) связи, 63

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Список литературы: 1. Хайдарова Г.Р. Ингибиторы коррозии для защиты нефтепромыслового оборудования // Современные про- блемы науки и образования 2014, №6, -С. 42-47. 2. Б.Ф. Мухиддинов, А.Г. Махсумов, А.Т. Умрзаков, К.Ш. Ҳамраев, А.И. Раджабов. Влияние ацетиленовых спиртов на коррозию металлов // «Горно-металлургический комплекс достижения, проблемы и перспективы инновационного развития» Республиканской научно-технической конференции. Навои, 2016, - С. 331-332. 3. А.Р. Фархутдинова, Н.И. Мукатдисов, А.А. Елпидинский. Изучение влияние ингибиторов коррозии на эффективность реагентов-деэмулгаторов // Вестник Казанкого технологического университета, 2012, Т. 15. №18. -С. 85-87. 4. Махсумов А.Г., Исмаилов Б.М., Абсалямова Г.М., Мирзаахмедова М.А. Ацетиленовые изотиоцианаты: синтез, свойства и их биологическая активность// Узбекский химический журнал. Ташкент-2019. -№ 6. - С. 59-70. 5. Юсупова Л.А., Нурманов С.Э., Абсалямова Г.М., Ибрагимова Г.К., Зохиджонов С.А. Синтез виниловых эфиров на основе 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 и ацетилена // «Universum: химия и биология» Научный журнал, Москва, 2022, №5, -С. 7-12. (02.00.00. №2). 6. Ю.И. Кузнецов, Р.К. Вагапов, Р.В. Игошин. Возможности защиты в ингибиторами коррозии оборудования и трубопроводов в нефтегазовой промышленности // Журнал «Теория нефть и газ», 2010, №1. -С. 78. 7. Ф.М. Мустафин, Л.И. Быков, А.Г. Гумеров и др. Промысловые трубопроводы и оборудование. // М.: Недра-Бизнесцентр-2014. -С. 662. 8. L. Yusupova, S. Nurmonov, Sh. Obidov, S. Andaev, D. Kahhorov. Development of technology for the production of acetylene diols and their vinyl ethers // «Universum: Технические науки» Научный журнал. Москва 2021. Выпуск: 11(92) ноябрь 2021. Часть 6, -С. 75-83. 9. Юсупова Л, Нурманов С. Синтеза виниловых эфиров на основе диолов // Монография. Publisher: Lap Lambert Academic Publishing. ISBN: 978-620-4-72783-7. Beau Bassin. -2021. -129 с. 10. L. Yusupova, S. Nurmonov, G. Absalyamova, G. Khakimova. Technology for the production of vinyl esters based on acetylene and acetophenone // Spanish Journal of Innovation and Integrity, 2022, Vol. 5, ISSN: 27928268, - P. 221-226. 11. Трофимов Б.А., Опарина Л.А., Колыванов Н.А., Высоцкая О.В., Гусарова Н.К. Нуклеофильное присоединение к ацетиленам в сверх-основных каталитических системах. XVIII. Винилирование фенолов и нафтолов ацетиленом // Журнал органической химии. 2015. Т. 51, № 2. - С. 200–206. 64

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 2(107) Февраль 2023 Часть 4 Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 54434 от 17.06.2013 Издательство «МЦНО» 123098, г. Москва, улица Маршала Василевского, дом 5, корпус 1, к. 74 E-mail: [email protected] www.7universum.com Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в типографии «Allprint» 630004, г. Новосибирск, Вокзальная магистраль, 3 16+

UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 2(107) Февраль 2023 Часть 5 Москва 2023

УДК 62/64+66/69 ББК 3 U55 Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии: Горбачевский Евгений Викторович, канд. техн. наук; Демин Анатолий Владимирович, д-р техн. наук; Звездина Марина Юрьевна, д-р. физ.-мат. наук; Ким Алексей Юрьевич, д-р техн. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Ларионов Максим Викторович, д-р биол. наук; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мажидов Кахрамон Халимович, д-р наук, проф; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Мерганов Аваз Мирсултанович, канд.техн. наук; Пайзуллаханов Мухаммад-Султанхан Саидвалиханович, д-р техн. наук; Радкевич Мария Викторовна, д-р техн наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Старченко Ирина Борисовна, д-р техн. наук; Усманов Хайрулла Сайдуллаевич, д-р техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук; Tengiz Magradze, PhD in Power Engineering and Electrical Engineering. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 2(107). Часть 5, М., Изд. «МЦНО», 2023. – 72 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/2107 ISSN : 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2023.107.2 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2023 г.

Содержание 5 5 Статьи на русском языке 5 Электротехника 12 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТОКА ФИЛЬТР-КОМПЕНСАЦИОННОГО 20 УСТРОЙСТВА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 20 Абдуллаев Мухаммадсайфулло Каримжонов Дилёрбек Дониёрбек угли 20 МАТЕМАТИКО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ (ПАРАМЕТРОВ) 24 ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ ПРИ УЛУЧШЕНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ В ВОЕННОМ ДЕЛЕ 24 Махмудов Немадулло Ахмадович Башанов Бахреддин Каримбердиевич 27 Бахридинов Зафар Шарафидинович Мисиров Ширази Чориевич 31 Эшкувватов Шерзод Нематуллаевич 31 Papers in english 36 Safety of human activity 36 TO THE QUESTION OF ANALYSIS OF INDUSTRIAL AND ENVIRONMENTAL SAFETY MANAGEMENT SYSTEMS 39 Nozimjon Mominjonov Abdurakhim Khojiev 39 Computer science, computer engineering and management 44 STEPPED MODE OF COMBINED ULTRA HIGH FREQUENCY (UHF) DRYING OF CEREALS Janibek Kurbanov Aziz Saitov Zokhid Toshboyev MULTI-CHAMBER MICROWAVE - CONVECTIVE DRYER OF CEREALS Janibek Kurbanov Aziz Saitov Zokhid Toshboyev Instrumentation, precision and accuracy, data measurement tools and systems CONTROLLED AC STABILIZERS ON THE PRINCIPLE OF INDUCTION LEVITATION Gulschen Kerimzade Civil engineering and architecture ANALYSIS OF THE MECHANIZATION OF THE WORK OF COMPACTION OF GRUNTS IN RAILWAY CONSTRUCTION Zaytzhan Kakharov Akbar Islomov Transport TO INCREASING THE EFFICIENCY OF OPERATION OF 3VL80S ELECTRIC LOCOMOTIVES ON THE KUMKURGAN - TASHGUZAR SECTION OF UZBEK RAILWAY Oleg Ablyalimov Jasurbek Yakubov Кhusan Кosimov Anna Avdeyeva Utkir Safarov TO THE EFFICIENCY OF ELECTRIC LOCOMOTIVES ON A HILLY SECTION OF THE RAILWAY Oleg Ablyalimov Jasurbek Yakubov Кhusan Кosimov Anna Avdeyeva Utkir Safarov

TO THE OPERATION OF UNDERCAR GENERATORS IN PASSENGER TRAINS 49 Oleg Ablyalimov 53 Jasurbek Yakubov 57 Кhusan Кosimov 61 Anna Avdeyeva 65 Utkir Safarov 69 TO THE QUESTION OF USE OF 3VL80S ELECTRIC LOCOMOTIVES AT THE SECTION TASHGUZAR - KUMKURGAN OF THE UZBEK RAILWAY Oleg Ablyalimov Jasurbek Yakubov Кhusan Кosimov Anna Avdeyeva Utkir Safarov TO THE QUESTION OF OPERATION OF 4TE10M DIESEL LOCOMOTIVES AT THE SECTION TASHGUZAR – KUMKURGAN OF THE UZBEK RAILWAY Oleg Ablyalimov Jasurbek Yakubov Кhusan Кosimov Anna Avdeyeva Utkir Safarov HIGH HIGH-SPEED MOVEMENT OF PASSENGER ELECTRIC TRAINS ON THE SECTION TASHKENT-SAMARKAND OF THE UZBEK RAILWAY Oleg Ablyalimov Jasurbek Yakubov Кhusan Кosimov Anna Avdeyeva Utkir Safarov A THEORETICAL STUDY OF ADAPTATION OF THE ENGINE CONTROL SYSTEM IN AUTOTRACTOR MACHINES SWITCHED FROM DIESEL TO COMPRESSED NATURAL GAS Ravshanjon Alimardanov Ilyos Ibotov Iskandarbek Abdurashidov ELECTRONIC ENGINE CONTROL SYSTEMS AND ITS CLASSIFICATION Sarvar Imomnazarov Xumoyun Axmadaliyev Ravshanbek Teshaboyev

№ 2 (107) февраль, 2023 г. СТАТЬИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА DOI - 10.32743/UniTech.2023.107.2.15042 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТОКА ФИЛЬТР-КОМПЕНСАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Абдуллаев Мухаммадсайфулло ст. преподаватель Андижанского машиностроительного института, Республика Узбекистан, г. Андижан Каримжонов Дилёрбек Дониёрбек угли докторант Андижанского машиностроительного института, Республика Узбекистан, г. Андижан E-mail: [email protected] RESEARCH OF THE DYNAMIC CHARACTERISTICS OF THREE-PHASE ELECTROMAG- NETIC CURRENT TRANSDUCER FOR FILTER-COMPENSATION DEVICE OF ASYNCHRONOUS MOTOR REACTIVE POWER Muhammadsayfullo Abdullayev Senior teacher Andijan Machine-Building Institute, Republic of Uzbekistan, Andijan Dilyorbek Karimjonov Doctoral student Andijan Machine-Building Institute, Republic of Uzbekistan, Andijan AННОТАЦИЯ В настоящей статье рассмотрены вопросы исследования динамических характеристик трёхфазных электро- магнитных преобразователей тока асинхронных моторов, на основе разработанной физической и математической моделей. В результате исследований были определены, что выходные сигналы электромагнитного преобразователя тока, чувствительные элементы которого в виде одинарных и двойных петель, включены последовательно, параллельно и дифференциально на каждую фазу, зависят от тока статора асинхронного двигателя, а также исследованы статические и динамические характеристики выходных сигналов электромагнитного преобразователя тока в зависимости от времени. ABSTRACT This article deals with the research of the dynamic characteristics of three-phase electromagnetic current transducer of asynchronous motors, based on the developed physical and mathematical models. As a result of the research, it was determined that the output signals of the electromagnetic current transducer, the sensitive elements of which are in the form of single or double loops, are connected in series, in parallel and differentially for each phase, depend on the stator current of the asynchronous motor, and the dynamic characteristics of the output signals of the electromagnetic current transducer depending on time. Ключевые слова: электромагнитный преобразователь тока, чувствительные элементы, одинарная и двойная петля, динамические характеристики, фильтр-компенсационное устройство, математическая модель, теория графов, магнитодвижущая сила, реактивная мощность. __________________________ Библиографическое описание: Абдуллаев М., Каримжонов Д.Д. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕ- РИСТИК ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТОКА ФИЛЬТР-КОМПЕНСАЦИОН- НОГО УСТРОЙСТВА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 2(107). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15042

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Keywords: electromagnetic current transducer, sensing elements, single and double loop, dynamic characteristics, filter-compensation device, mathematical model, graph theory, magneto motive force, reactive power. ________________________________________________________________________________________________ При исследовании сложных магнитных цепей, двигателя характеризуется несколькими параметрами состоящих из нескольких частей, возникают опреде- и величинами, то есть электрическими, электромаг- лённые неудобства и погрешности. Эти недостатки нитными, магнитными, механическими, тепловыми влияют на анализ свойств магнитной системы пре- и технико-экономическими показателями. В процессе образователя тока в напряжение тока статора при преобразования в электромагнитном преобразова- контроле и управлении реактивной мощностью теле тока статора трёхфазного асинхронного мотора асинхронного двигателя. В настоящее время суще- в напряжение необходимо учитывать строение ос- ствуют несколько способов расчёта, с помощью ко- новных узлов преобразователя. Моделирование торых возможно определение характеристик и электромагнитного преобразователя тока, на основе свойств магнитных величин, с учётом действий мно- определяющих величин и параметров, осуществля- гих факторов. Выполнение расчётов и получение не- ется с помощью моделей разработанных по теории обходимых результатов с учётом многочисленных графов. Зависимость выходного сигнала электро- факторов процесс затруднительный. Поэтому упро- магнитного преобразователя тока, на основе физи- щение способов расчёта электрических, магнитных ческих и математических моделей, от тока статора и электромагнитных цепей, усовершенствование асинхронного мотора определяется в процессе ис- математических моделей и повышение точности следования электромагнитного преобразователя тока расчётов являются злободневными вопросами [1]. асинхронного мотора, состоящей из одной и двух чувствительных элементов, соответственно на каж- Анализ и расчёт цепей трёхфазного электромаг- дую фазу. Модель процесса преобразования тока ста- нитного преобразователя тока в напряжение тока тора в выходное напряжение формируется, на основе статора асинхронного двигателя основана на теории модели входных и выходных сигналов и зависит графов. При помощи теории графов можно анализи- от числа чувствительных элементов, геометрических ровать и производить расчёты, наблюдать за процес- размеров и свойств исследуемых величин. Выходные сами протекающие в цепях при изменении сигналы формируются в зависимости числа рядов, напряжения на выходе преобразователя тока статора столбцов и распределения определяющих частей асинхронного мотора. Трёхфазный электромагнитный преобразователя (Рис. 1) [2]. преобразователь тока для фильтр-компенсационного устройства реактивной мощности асинхронного Рисунок 1. Схема расположение электромагнитного преобразователя тока с одним чувствительным элементом в пазах статора асинхронного мотора (фаза А): 1 – обмотка статора, 2 – петля чувствительного элемента Расположение электромагнитного преобразо- пазах статора асинхронного мотора выглядит следу- вателя тока с одним чувствительным элементом в ющим образом (Рис. 2) [3]. 6

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Рисунок 2. Модель графа получения составляющих выходного напряжения электромагнитного преобразователя тока асинхронного мотора В электромагнитном преобразователе тока, законами Ома и Кирхгофа в зависимости от гео- имеющий один чувствительный элемент, выходное метрических размеров электромагнитной системы. напряжение создаёт электродвижущую силу соот- Взаимодействие магнитодвижущей силы, тока статора ветственно для каждой фазы асинхронного мотора. и выходного напряжения в статоре и воздушном Процесс взаимосвязи электрических и магнитных зазоре для каждой фазы на основе модели графа величин электромагнитного поля определяются выражаются следующими уравнениями.  F11 − F12 + F11 − F 21 + F11 − F 31 = K I AF I A ;  П111 П113  П 011  F 21 − F 22 + F 21 − F 31 + F 21 − F11 = K I B F I B ;  П112 П111  П 012   F 31 − F 32 + F 31 − F11 + F 31 − F 21 = K IC F I C ; П113 П112  П 013 (1)  F12 − F11 + F12 − F 22 + F12 − F 32 = KU a F U a ;  П 0 21 П 0 23   П 011  F 22 − F 21 + F 22 − F 32 + F 22 − F 21 = KUb F U b ;  П 0 22 П 0 21  П 012  F 32 − F 31 + F 32 − F12 + F 32 − F 22 = KUc F U c ;  П 0 23 П 0 22  П 013 Аналитические выражения, исследования маг- П1.i, j = l1.i, j (5) нитодвижущих сил на основе модели графа, состав- 1.i, j S1.i, j ляются следующим образом [4]. F.i, j = К IIi F i (2) l0.i, j 0.i, j S 0.i, j U = К F.i, j П0.i, j = ; (6) Ui..chiqF  .i, j (3) П.i, j = L.i, j = Х .i, j (4) Здесь, П1i,j – магнитное сопротивление сердечника статора, П0i,j - магнитное сопротивление воздушного зазора. 7

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Зависимость выходного напряжения от статора определяется на основе вышеуказанных уравнений (7). Ai, j  F.i, j =  Ii  (7) U  i.выход  где, Fμ,I,j – магнитодвижущие силы, Аi,j – матрица образующих магнитные сопротивления.  = KU a F W (Fs , Fx )K I AF  I A.d sin t + I −t  U a  A.ne T  = KUb F W (Fs , Fx )K I B F  I B.d sin(t +1200 ) + −t  (8) U b  I B.ne T  = KUc F W (Fs , Fx )K IC F  IC.d sin(t −1200 ) + −t  U c IC.ne T Исследование динамической характеристики электромагнитного преобразователя тока асинхрон- выходных напряжений с использованием математи- ного двигателя с одним чувствительным элементом (8) ческих выражений, определяемых графовой моделью [5]. Рисунок 3. Схема расположение электромагнитного преобразователя тока с двумя чувствительным элементом: 1 – обмотка статора, 2 – первая петля чувствительного элемента, 3 – вторая петля чувствительного элемента Схема расположение электромагнитного преоб- разователя тока с двумя чувствительным элементом выглядит следующим образом (Рис. 4). 8

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Рисунок 4. Модель графа электромагнитного преобразователя тока в напряжение асинхронного мотора с двумя чувствительными элементами Модель графа электромагнитного преобразо- с двумя чувствительными элементами показана вателя тока в напряжение асинхронного мотора на рисунке 4 [6].  = K WU' (F 's , F 'x )K I AF  I A.d sint + −t  U 'a a F  I A.ne T  = K WU ''a F (F ''s , F '' )K I A F  I A.d sin(t −1800 ) + −t  U ''a x  I A.ne T  ' = 'K WU (F 's , F ' )K I F  I B.d sin(t + 1200 ) + −t  U b b F x B I B.ne T   (9) U ''b = K WU'' (F ''s , F '' x )K I B F  I B.d sin(t − 600 ) + −t   b F I B.ne T  = K WU 'c F (F 's , F 'x )K IC F  IC.d sin(t −1200 ) + −t  U 'c  IC.ne T  = ''K WU (F ''s , F '' x )K IC F  IC.d sin(t − 3000 ) + −t  U ''c c F  IC.ne T Исследование динамического описания выходных Таким образом динамические характеристики напряжений с использованием математических вы- электромагнитного преобразователя с одной и двой- ражений, определяемых графовой моделью электро- ной петлёй чувствительного элемента иллиструются магнитного преобразователя тока асинхронного на рис.5, рис.6, рис.7 и рис.8. двигателя с двумя чувствительных элементов (9) [7]. 9

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Рисунок 5. Динамические характеристики выходного напряжения электромагнитного преобразователя с одной петлёй чувствительного элемента Рисунок 6. Динамические характеристики выходного напряжения электромагнитного преобразователя с двойной петлёй чувствительного элемента соединённых последовательно Рисунок 7. Динамические характеристики выходного напряжения электромагнитного преобразователя с двойной петлёй чувствительного элемента соединённых параллельно 10

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Рисунок 8. Динамические характеристики выходного напряжения электромагнитного преобразователя с двойной петлёй чувствительного элемента соединённых диференциально На основании динамических характеристик В результате проведённых исследований можно электромагнитного преобразователя с одной или с сделать следующее заключение: время достижения двойной петлёй чувствительного элемента, соответ- устойчивого состояния выходного напряжения ственно для каждой фазы, возможно определить воз- электромагнитного преобразователя тока с одной или действие высших гармоник и время достижения двойной петлёй чувствительного элемента примерно устойчивости в период переходного процесса. равно времени устойчивости тока статора, а также в виду того, что выходное напряжение выражает реак- Из динамических характеристик видно, что тивную мощность, то для контроля и управления точность сигналов выходного напряжения электро- фильтр-компенсационного устройства реактивной магнитного преобразователя с двойной петлёй чув- мощности асинхронного мотора применение электро- ствительного элемента соединённых диференциально магнитного преобразователя тока даст ощутимый и расположенных согласно в пазах статора на много эффект. выше чем при других способах соединения. Список литературы: 1. Siddikov I.Kh., Boikhonov Z.U., Karimjonov D.D. 2020 Elements and Devices for Monitoring and Control of Energy Efficiency, the American Journal of Engineering and Technology, (ISSN – 2689-0984) USA. 2. Fitzgerald A.E., Charles K.Jr., Stephen D.U. 2003 Electric machinery McGraw-Hill series in electrical engineering Power and energy International edition 6th 688 Boston. 3. Siddikov I.Kh., Makhsudov M.T., Karimjonov D.D. 2022 Research of static characteristics of three-phase current sensors for control and monitoring of asynchronous motor filter-compensation devices, New intelligence technology: Past, Present and Future 213-216 Turin Polytechnic University in Tashkent. 4. Amirov S.F., Rustamov DSh, Babanazarova NK 2019 Research of dynamic characteristics of electromagnetic current transducer European science review 95-99 Tashkent. 5. Karimjonov D.D. Study of characteristics of three-phase electromagnetic current transducers for filter-compensation devices of asynchronous motor reactive power, International Journal of Innovations in Engineering, Research and Technology, January 2023, Published by Novateur Publication, M.S. India. 6. Karimjonov D.D., Siddikov I.X., A’zamov S.S., Boixanov Z.U. 2022 Программное обеспечение для кон- троля несинусоидальных и несимметричных параметров реактивной мощности асинхронного двигателя. Агентство по интеллектуальной собственности Республики Узбекистан, Свидетельство об официальной регистрации программы на электронно-вычислительную машину № ДГУ 2023 Ташкент. 7. Makhsudov M.T., Karimjonov D.D. 2021 Research of dynamic characteristics of current transducers for control and management of reactive power of asynchronous motors Problems of energy and resource conservation ISSN (online) 2181-1946 240-248 Tashkent. 11

№ 2 (107) февраль, 2023 г. МАТЕМАТИКО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ (ПАРАМЕТРОВ) ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ ПРИ УЛУЧШЕНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ В ВОЕННОМ ДЕЛЕ Махмудов Немадулло Ахмадович канд. физ.-мат. наук, подполковник, проф. кафедры естественных наук Академии ВС, Республика Узбекистан, г. Ташкент Башанов Бахреддин Каримбердиевич подполковник, докторант кафедры военного управления Академии ВС, Республика Узбекистан, г. Ташкент Бахридинов Зафар Шарафидинович заместитель начальника отдела технической поддержки Академии ВС, Республика Узбекистан, г. Ташкент Мисиров Ширази Чориевич канд. техн. наук, проф. Академии ВС РУ, Республика Узбекистан, г. Ташкент Эшкувватов Шерзод Нематуллаевич докторант, Самаркандский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Самарканд E-mail: [email protected] MATHEMATICAL AND STATISTICAL ANALYSIS OF INDICATORS (PARAMETERS) OF ELECTRON-OPTICAL DEVICES WHILE IMPROVING THE TECHNICAL CAPABILITIES OF AUTOMATION EQUIPMENT IN MILITARY AFFAIRS Nemadullo Makhmudov Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Professor of the Department of Natural Sciences of the Academy of the Armed Forces, lieutenant colonel, Republic of Uzbekistan, Tashkent Bahreddin Bashanov Doctoral student of the Department of Military Administration of the Academy of the Armed Forces, lieutenant colonel, Republic of Uzbekistan, Tashkent Zafar Bakhridinov Deputy Head of Technical Support Department Academy of the Armed Forces, Republic of Uzbekistan, Tashkent Shirazi Misirov Cand. those. Sciences., Professor of the Academy of the Armed Forces of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent Sherzod Eshkuvvatov Doctoral student, Samarkand State University, Republic of Uzbekistan, Samarkand __________________________ Библиографическое описание: МАТЕМАТИКО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ (ПАРАМЕТРОВ) ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ ПРИ УЛУЧШЕНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ В ВОЕННОМ ДЕЛЕ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Махмудов Н.А. [и др.]. 2023. 2(107). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15013

№ 2 (107) февраль, 2023 г. АННОТАЦИЯ В статье рассмотрены законы теории вероятностей и математической статистики высшей математики, широко применяемые в военно-технической науке, которые определяют надежности систем. ABSTRACT The article considers the laws of probability theory and mathematical statistics of higher mathematics, widely used in military-technical science, which determine the reliability of systems. Ключевые слова: военно-технические системы, надежность, ресурс, математическое ожидание, безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Keywords: military-technical systems, reliability, resource, mathematical expectation, non-failure operation, durability, maintainability and persistence. ________________________________________________________________________________________________ Средства и системы, применяемые в военной оценка их ресурсов на сегодняшний день являются технике, являются сложным комплексным процессом, актуальными вопросами и требуют современного и они зависят от законов теории вероятностей и мате- межнаучного подхода. матической статистики высшей математики, широко применяемых в военно-технической науке. На совре- Так, оценка надежности ВТС, как было уже менном этапе, твердо не зная принципов современной сказано, осуществляется по следующим основным радиоэлектроники и средств связи, а также теории параметрам: безотказность (свойство объекта непре- (законов) оптики, физики, невозможно решить рывно сохранять работоспособность в течение неко- проблемные вопросы, возникающие на военно- торой наработки); долговечность (свойство объекта технических системах (ВТС). В этих случаях постав- сохранять работоспособность до наступления пре- ленные цели перед военной техникой недостижимы. дельного состояния с перерывами на ТО и ремонт); ремонтопригодность (свойство объекта, заключаю- Кроме того, слабое знание характеристики по щееся в его приспособленности к предупреждению инженерной диагностике вышеуказанных средств и и обнаружению отказов и повреждений, к восста- систем не даст надежного (эффективного) применения новлению работоспособности и исправности в ВТС в боевой обстановке. процессе ТО и ремонта); сохраняемость (свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в Надежность – свойство объекта сохранять течение (и после) хранения и (или) транспортировки). во времени в установленных пределах значения всех В настоящее время в Республике Узбекистан параметров, характеризующих способность выпол- термины, единицы измерения, показатели и другие нять требуемые функции в заданных режимах и параметры, применяемые в военной сфере, как и в условиях применения, обслуживания, ремонтов, хра- зарубежных странах, приведены к единому пони- нения и транспортировки. Надежность – это сложное манию согласно госстандарту. Основные показатели свойство, включающее (в зависимости от назначения и единицы надежности, которые имеют существенное и условий применения) такие свойства, как значение в работе военных инженеров, а также их безотказность, долговечность, ремонтопригодность краткое описание можно представить в виде таблицы и сохраняемость [1]. (таблица 1). Детали и элементы, применяемые в ВТС, имеют разные функции и ресурсы работы. Значит, эффектив- ность применения элементов ВТС и правильная Таблица 1. Характеристики показателей надежности ВТС Показатели надежности Безотказность ������(������) Вероятность безотказной работы за заданное время ������(������) Вероятность отказа за заданное время ������ср Средняя наработка до отказа. Если наработка выражается временем, то показатель называется средним временем безотказной работы ������������ Гамма-процентная наработка до отказа (обычно ������ ≥ 90%) Интенсивность отказов, в общем случае является функцией времени. Используется в качестве основной λ(t) справочной характеристики безотказности элементов, причем принимается ������(������) = ������������ = ������������������������������ при наработке, равной ������н Средняя наработка на отказ, кратко – наработка на отказ. Имеет физический смысл только для ������������ восстанавливаемых элементов 13

№ 2 (107) февраль, 2023 г. ������сррес Показатели надежности ���������р���ес Показатели долговечности ������������������������ Средний ресурс изделия. Представляет собой математическое ожидание ресурса изделий рассматриваемого типа ������ссрр.сл. ���������с���р.сл. Гамма-процентный ресурс (обычно ������ ≥ 90%) ���������с���р���.������с���л. Минимальная наработка. Характеризует ресурсные возможности изделия, считают, что ������������������������ ������ссрохр соответствует значению ���������р���ес при ������ = 99,99% ���������с���охр Средний срок службы изделия. Представляет собой математическое ожидание срока службы ���������с���о���х������р��� изделий рассмариваемого типа ������ўхррт ���������х���р Гамма-процентный срок службы (обычно ������ ≥ 90%) ���������х���р������������ Минимальный срок службы. Считают, что ���������с���р���.������с���л. соответствует значению ���������с���р.сл при ������ = 99,99% Показатели сохраняемости Средний срок сохраняемости изделия. Представляет собой математическое ожидание срока сохраняемости изделий рассматриваемого типа Гамма-процентный срок сохраняемости (обычно ������ ≥ 90%) Минимальный срок сохраняемости. Считают, что ���������с���о���х������р��� соответствует значению ���������с���охр при ������ = 99,99% Средний срок хранения изделия. Представляет собой математическое ожидание срока хранения изделий рассматриваемого типа Гамма-процентный срок хранения (обычно ������ ≥ 90%) Минимальный срок хранения. Считают, что ���������х���р������������ соответствует значению ���������х���р при ������ = 99,99% Применяя основные показатели оценки надежности ВТС, приведенные в табл. 1, можно построить структуру основных показателей (рис. 1). Рисунок 1. Структурная схема оценки надежности ВТС 14

№ 2 (107) февраль, 2023 г. В дальнейшем будем рассматривать методику Под целью диагностики понимается оценка кри- оценки надежности элементов электронных средств териев результатов, полученных в ходе проведения ВТС. Элементы электроники, применяемые в совре- испытательных исследований, без нанесения повре- менной технологии, требуют замены, а не ремонта. ждения (ущерба) проверяемому объекту [8; 5]. То есть элементы современной электроники имеют нулевое значение ремонтопригодности. Исходя из Зная, что вероятность безотказной работы этого, в статье при расчете надежности показатели элементов ВТС в заданном времени определяется ремонтопригодности не будем учитывать [2]. с помощью показательной функции, исползуя ������−������������, Показатель надежности в высшей математике выражения (1) можно записать в виде: определяется через показательную функцию и оценку надежности какой-либо техники с помощью выра- ������(������) = ������(������) = ∫0∞ ������(������) = ∫0∞ ������(−������������) = −1 ������ −������������ = жения е (экспонента). Значит, надежность каждого проверяемого объекта определяется показательной − 1 (0 − 1) = 1, ������ функцией и его безотказной работой и выражается следующей формулой: ������ ������ (2) ������(������з) = ∫������∞з ������(������)������������ , (1) где λ – параметр экспоненциального распределения для рассматриваемого изделия [2]. где ������(������) − функция, зависимая от распределения, обозначает вероятность безотказной работы в задан- В свою очередь, выражение (2) означает ном времени t. математическое ожидание бесконечной функции. Вероятность безотказной работы элемента, используя Геометрическую интерпретацию выражения (1) интеграл и математическое действие, можно выразить можно представить как в рис. 2. Здесь q(t) – прой- через дисперсию бесконечной функции и средне- денный ресурс, а P(t) – оставшийся ресурс. квадратическое отклонение: а) Объект совершенно новый. дисперсия бесконечной функции: ������(������) = 1 ; (3) ������2 среднеквадратическое: ������(������) = √������(������) = 1/������. (4) б) Объект рабочий. В выражениях (2), (3) и (4) замечается, что параметры, определяющие надежность элемента, в) Объект морально устаревший. во всех случаях зависят от значения λ. Рисунок 2. Структурная схема оценки На современном этапе ВТС имеют автоматизи- надежности ВТС рованные цифровые технические средства, которые имеют совокупность нескольких элементов, как микросхемы, полупроводники, аппараты коммута- ции и т.п., для оценки надежности средств ВТС проверяется роботоспособность каждого элемента. В настоящее время на высокотехнологических производствах широко применяются интегральные микросхемы (ИМС). Исходя из этого, в дальнейшем произведем оценку надежности на примере микросхем [6; 4]. Если представим, что элемент начал работу в момент t0=0 и во время t отказал, через T обозначаем длительность времени безотказной работы элемента, а через λ обозначаем интенсивность отказов. Длительность времени безотказной работы элемента имеет показательное распределение, и то выражение интегральной функции ������(������) = ������(������ < ������) = 1 − ������−������������ (������ > 0) (5) обозначает вероятность отказа элемента за t времени. Функция надежности R(t) – это безотказная работа элемента за заданное время t и выражается: ������(������) = ������−������������. (6) 15

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Если λ = λэ, то значения эксплуатационной интенсивности отказов λэ большинства групп элементов рассчитываются по математической модели [1; 2; 7]: ������ (7) ������э = ������Б ∏ ������������, ������=1 где ������Б – базовая интенсивность отказов элементов Рисунок 3. Параллельное соединение данной группы; элементов ВТС ������������ – коэффициенты, учитывающие изменения Так, в первую очередь определим вероятность эксплуатационной интенсивности отказов в зави- безотказной работы элемента, в этом случае функция симости от различных факторов; недоверия элемента выражается формулой: ������ – число учитываемых факторов. q(t)= ∏������������=1 ������������(������), (8) При детализации ВТС нам будет известно, что элементы, входящие в состав ВТС, имеют парал- здесь ������������(������) – функция недоверия элемента j; лельное, последовательное и смешанное соединение. получаем: Учитывая, какие имеются соединения элементов, осуществляется общий расчет надежности ВТС. R(t)=1– q(t), (9) Рассмотрим каждое соединение по отдельности [6; 4]. Суть параллельного соединения ВТС заключается в этом случае: в том, что система сохраняет свою работоспособ- ность, пока работает хотя бы один элемент из состава (рис. 3). R(t)=1– ∏������������=1[1 − ������������(������)]. (10) Выражение (11) в нашем случае выражается следующим: ������ТС(t)=1–[(1 − ������1(t))(1 − ������2(t))(1 − ������3(t))…………….(1 − ������������(t)]= 1–[(1 − ������−������1������)(1 − ������−������2������)(1 − ������−������3������)… ………(1 − ������−������������������)]. (11) Последовательное соединение – это такое соединение, в котором при отказе одного элемента выходит из строя вся система (рис. 4). 1 23 n Рисунок 4. Последовательное соединение элементов ВТС В этом случае доверительная функия выражается Используя результаты (2.24) – (2.29), можно формулой: рассчитать надежность ВТС, имеющей смешанное соединение (рис. 5): R(t)= ∏������������=1 ������������(������). (12) Исходя из этого, получаем: ������общ(t) = (������������(������))(������������(������)). (14) ������тс(t) = (������1(������))(������2(������)(������3(������)(������������(������)) = (13) (������ −������1������ )(������ −������2������ )(������ −������3������ )(������ −������������������ ). 16

№ 2 (107) февраль, 2023 г. 1 2 12 n 3 n Рисунок 5. Смешанное соединение элементов ВТС Работоспособность ВТС в определенном периоде ������������ = 1/T������, (15) зависит от временого показателя. Значит, довери- тельная функция элементов ВТС зависит от времени здесь Tm – среднее время наработки элемента m эксплуатации. Исходя из этого, если вероятность до отказа. безотказной работы R(t)≤1, то интенсивность отказов элементов, указанная на рисунке 2, выражается Рассмотрим расчет надежности ВТС на примере. формулой: Дана таблица элементов, имеющих среднее время наработки до отказа. Таблица 1. Элементы, имеющие среднее время наработки до отказа Условные элементы 1А 2А 3А 4А 5В 6В 7В Среднее время наработки до отказа 9000 5000 10000 10000 12000 10000 8000 Используя выражения (8)–(15), получаем вероятность безотказной работы ВТС (табл. 2 и рис. 6). Таблица 2. Показатели № Время эксплуатации, час Вероятность безотказной работы 1. 24 0,9956 2. 168 0,9697 3. 360 0,9361 4. 720 0,8763 5. 2160 0,6711 6. 4368 0,4364 7. 8760 0,1655 17

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Рисунок 6. Зависимость вероятности безотказной работы элемента от времени На рисунке 6 указана интенсивная работа эле- Учитывая обстоятельство, что полученные коэф- мента в жестких погодных и других условиях (указано фициенты ki являются величинами безразмерными, черным цветом) и в нормальных условиях (указано можно получить оценку общей эффективности си- красным цветом). Таким образом, можно сделать стемы D над системой C в виде суммы этих коэффи- вывод, что, широко применяя доверительную функ- циентов. цию, можно рассчитать надежность любой ВТС. При этом в среднем превосходство эффективно- Кроме надежности системы, нам нужно опре- сти системы D над системой C можно будет оценить делить ее эффективность. при помощи уравнения: Для оценки эффективности системы наиболее Eff = (k1 + k2 + … + kn) / n. (20) оптимальным представляется провести эту оценку по отношению к какой-либо другой соответствующей Здесь ki (%) и Eff (%) отражают уровень тактико- системе аналогичного предназначения [3]. технических характеристик в % системы D по срав- нению с системой C, уровень которой принимается Определим две системы C и D, каждая из кото- как 100%. рых описывается своими тактико-техническими пара- метрами: Заметим, что безразмерные коэффициенты ki и Eff можно перевести в процентное соотношение. W1 = C (c1, c2, …, cn)W2 = D (d1, d2, … ,dn), (16) Так как эффективность W1 системы считается рав- ной 1, то в процентном выражении примем его в ка- где n – количество тактико-технических параметров честве 100%, то есть Eff % (W1) = 100. системы. Тогда эффективность системы W2 по отноше- Тогда эффективность системы W2 по отношению нию к системе W1 будет определяться в виде: к системе W1 можно оценить в виде: Eff =W2/W1 = D (d1, d2, … , dn) / C (c1, c2, … ,cn). (17) Eff%(W2) = Eff*Eff(%W1) = Eff*100. (21) В этом случае кратность эффективности: Тогда для того, чтобы оценить, на сколько про- центов тактико-технические характеристики D си- Eff = (d1 /c1) * (d2 /c2) * … * (dn /cn). (18) стемы W2 превосходят аналогичные характе- ристики C системы W1, достаточно, чтобы: Обозначим ki = di /ci. Тогда уравнение (18) примет вид: Delta = Eff%(W2) – Eff%(W1). (22) Еff =k1*k2*… *kn. (19) Таким образом, необходимо отметить, что при любых обстоятельствах можно рассчитать надеж- Здесь ki (i = 1,n) – коэффициент, описывающий ность, а также эффективность ВТС. Предложенный кратность преимущества тактико-технической i-й нами метод позволяет дальнейшее развитие ВТС с применением высокотехнологических систем. характеристики системы D над системой C. 18

№ 2 (107) февраль, 2023 г. Список литературы: 1. Боровиков С.М., Цырельчук И.Н., Троян Ф.Д. Расчет показателей надежности радиоэлектронных средств: учеб.-методическое пособие. – Минск : БГУИР, 2010. 2. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика : пособие. – М., 1983. – С. 367. 3. Дулич А.П. Сравнительный анализ УКВ и КВ радиостанций / А.П. Дулич, М.С. Брежнев, Д.Е. Матвеев // Символ науки. – 2015. – № 7. – С. 21–23. 4. Козлов В.А., Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. – М. : Советское радио, 1985. – 462 с. 5. Львович Я.Е., Фролов В.И. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности РЭА : учеб. пособие для вузов. – М. : Радио и связь, 1986. – 192 с. 6. Матвеевский В.Р. Надежность технических средств управления : учеб. пособие. – М. : МГИЭМ, 1993. – 92 с. 7. Материалы научно-технической конференции «Проектирование систем и измерительных комплексов». 9 июля 2004 г. / НТИ УГТУ-УПИ. – Нижний Тагил, 2004. 8. Основы теории надежности автоматических систем управления : учеб. пособие для вузов / Л.П. Глазунов [и др.]. – Л. : Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1984. – 208 с. 19